Будівельні роботи завершились у 1908 році. 9 травня цього ж року Свято-Іллінський храм був освячений архієпископом Волинським і Житомирським Антонієм. Згідно з розпорядженням Священного Синоду (указ від 31 серпня 1909 року), Свято-Іллінська церква була перейменована в собор.
Цього року собор відзначає 108 років від дня свого освячення.