Müqəddəs Mürdaşıyan Zənənlər Kafedralı 1908–1909-cu illərdə Bakıda, Fyodor Verjbitskinin layihəsi əsasında tikilib. Kilsə 1901-ci ildə Çar Rusiyasında Tikinti komissiyası tərəfindən təsdiqlənmiş hərbi məbədlər üslubundadır. 1917-ci ilə qədər Çar Rusiyasının əhatə etdiyi ərazilərdə ümumilikdə 64 hərbi məbədlər üslubunda kilsə tikilib. Bakıda tikilən kilsə də 262-ci Salyan piyada alayının tabeliyində olub və onların mənəvi ehtiyaclarını ödəmək üçün tikilib. Kilsənin tikintisinə azərbaycanlı milyonçu Hacı Zeynalabdin Tağıyev də dəstək olub. Kilsənin açılışında o dövrün görkəmli siyasi və din xadimləri, o cümlədən rus çarının Qafqazdakı canişini İllarion Vorontsov-Daşkov da iştirak edib. Kilsənin ilk adı "Arxangel Mixayıl" olaraq qeydə alınıb. 1890–1914-cü illərdə batalyon, daha sonra alay keşişi İoann Vissarionoviç Liadze olub. 1910-cu il aprelin 10-da 262-ci Salyan piyada alayının keçmiş komandiri, general-mayor Meçislav Konstantinoviç Valterin eləcə də alayın aşağı rütbəli hərbçilərinin cəsədləri əvvəlki yerlərindən çıxarılaraq təntənəli şəkildə kilsənin həyətində dəfn olunublar.

Azərbaycanda sovet işğalından sonra dinlə mübarizəyə başladılar. Bir çox məscid, kilsə və sinaqoqlar maarifləndirici istiqamətlərdə istifadə üçün klubların balansına verildi. Bundan başqa dini abidələr həm də talanırdılar. Müqəddəs Mürdaşıyan Zənənlər Kafedralı da bu dövrdə ibadətə bağlanıb, damındakı xaçlar sökülüb. Talançılıq məqsədilə kilsəyə girən bolşeviklərlə keşişlər arasında mübahisə olub. Qızıl ikona və şamdanları oğurlayanlara mane olmağa çalışan kilsənin keşişi güllələnib. Daha sonra kilsənin binasında əsgərlər üçün Qızılordulunun evi yaradılıb. 1970-ci ildə binadan xəritə anbarı kimi, daha sonra isə idman zalı kimi istifadə ediblər.

1990-cı il yanvarın 20-də baş verən Qara Yanvar hadisələri vaxtı kilsənin dam örtüyünə iki mərmi düşüb. Nəticədə kilsənin damı tamamilə dağılıb, döşəməsi çöküb divarları isə çatlayıb.

Azərbaycan müstəqilliyini yenidən bərpa etdikdən sonra 1991-ci ildə kilsə Rus Pravoslav Kilsəsinin sərəncamına verilib.

2001-ci il mayın 27-də Moskvanın və bütün Rusiyanın Patriarxı II Aleksinin Azərbaycana səfəri zamanı bu məbədi müqəddəs elan edib və ona baş kafedral kilsə statusu verib. Bakıda Mixail Arxangel adında bir başqa kilsə də olduğu üçün kilsənin adını dəyişib Müqəddəs Mürdaşıyan Zənənlər Kafedralı qoyublar.

Kilsə Azərbaycan Respublikası Nazirlər Kabinetinin 2 avqust 2001-ci ildə verdiyi 132 nömrəli qərar ilə yerli əhəmiyyətli daşınmaz tarix və mədəniyyət abidələrinin siyahısına salınıb.

2001-ci ildə kilsəni Moskvada yaşayan Ümum-Rusiya Azərbaycan Konqresinin vitse-prezidenti, xeyriyyəçi Aydın Qurbanovun maliyyə dəstəyi ilə kilsədə bərpa işlərinə başlanılıb. Burada oyma daşdan ikonostas ucaldıldı, divar rəsmləri çəkildi, lazımi kilsə əşyaları alındı. Kilsənin bərpa layihəsinə görə 2002-ci ildə memar Elçin Əliyev Rusiyanın Pravoslav Kilsəsi tərəfindən "Müqəddəs Sergiy Radonejskiy" ordeni ilə təltif olunub.

2003-cü il martın 24-də bərpadan sonra kilsənin açılışı baş tutub. Tədbirdə Azərbaycanın prezidenti Heydər Əliyev, Qafqaz Müsəlmanları İdarəsinin sədri Şeyxülislam Hacı Allahşükür Paşazadə, Moskvanın və Ümum-Rusiyanın patriarxı II Aleksinin müavini iştirak ediblər. Kilsənin bərpasına verdiyi dəstək üçün Aydın Qurbanov müqəddəs knyaz "Danil Moskovski" ordeninin I dərəcəsi ilə mükafatlandırılıb.

2003-cü ilin aprelində Konstantinopol Patriarxı I Varfolomey Müqəddəs Mürdaşıyan Zənənlər Kafedralını ziyarət edib və Azərbaycanın pravoslav xristianlarına təbərrük olaraq özünün səmavi himayədarı olan Həvari Varfolomeyin qalıqlarından bir hissəni bağışlayıb.

2005-ci ilin iyun ayında Kafedral kilsəni Bütün Gürcüstanın Katolikos-Patriarxı II İlya ziyarət edib. 2005-ci ilin sentyabrında Kafedral kilsəni yenidən Rus Pravoslav Kilsəsinin rəhbəri Patriarx II Aleksi ziyarət edib. Budəfə o, Kafedralda baş ibadətgahı təqdis etdi.

2013-cü il noyabrın 15-də kilsənin ərazisində dövlət himayəsi ilə tikilmiş Bakı və Azərbaycan yeparxiyasının Pravoslav dini-mədəni mərkəzinin açılışı baş tutub. Mərasimdə Azərbaycan Respublikasının Prezidenti İlham Əliyev də iştirak edib.

2024-cü il avqustun 19-da Azərbaycan Respublikasının Prezidenti İlham Əliyev və Rusiya Federasiyasının Prezidenti Vladimir Putin Müqəddəs Mürdaşıyan Zənənlər Kafedralını ziyarət edib kilsəyə xatirə hədiyyələri təqdim ediblər.