Православный храм в честь праздника Воздвижения Креста Господня является одним из старейших храмов Санкт-Петербурга. Перваначально построен в 1718 году как небольшая церковь во имя праздника рождества Иоанна Предтечи. В 1731 году церковь сгорела и на ее месте была построена сначала часовня, которая впоследствии переросла в церковь с Никольским приходом, которым с 1743 г. пользовался лейб-гвардии Кирасирский полк. Будучи построенным из старых материалов, храм просуществовал недолго и к 1748 году был перестроен в новую каменную церковь  во имя Воздвижения Честнаго и Животворящего Креста Господня. В таком виде храм просущестововал около 100 лет. Т.к. за это время он стал нуждаться в ремонте, было принято решение перестроить храм заново. В 1848-1851 годах Крестовоздвиженская церковь была перестроена в стиле барокко по проекту Егора Ивановича Диммерта, ученика Стасова.

В обновленных храмах молились не только жители Лиговой стороны,  но в том числе и казаки, служившие в столичных Лейб-Гвардии Казачьем и Атаманском полках и не имевшие в ту пору собственного храма (казармы этих полков располагались вдоль Обводного канала). Возвращение казачьей гвардии из походов всегда знаменовалось службой в Крестовоздвиженской или Тихвинской церквях.

Крестовоздвиженская церковь была закрыта в 1938 году и предполагалась к сносу. Но позже ленинградское отделение объединения «Союзкинопрокат» ходатайствовало в Ленсовет о предоставлении им здания церкви. Здание было передано «Союзкинопрокату» под фильмохранилище. Интерьер был искажен и обезображен перепланировкой, возведением новых капитальных поперечных стен и перекрытий. По имеющимся сведениям, в 1937-1938 гг. были расстреляны пятеро из священнослужителей Крестовоздвиженского храма.

Возрождение храма началось с возвращения всего комплекса Русской Православной Церкви в 1991 году. С 2000 года Крестовоздвиженская церковь имеет статус собора.

У алтарной стены Крестовоздвиженского собора в 2002 году установлен бюст Николая II.

С 2008 года за счёт средств городского бюджета идёт реставрация архитектурного комплекса собора: отреставрирована колокольня собора, позолочены купола, в 2014 году начались работы по реставрации кровли собора.

 

Активное участие в восстановительных работах принимают казаки: за короткое время они освободили внутреннее пространство собора от бетонных перекрытий и перегородок, ведутся работы по подготовке собора к совершению богослужений. 

В комплекс прихода Крестовоздвиженского казачьего собора входят три храма:

- Крестовоздвиженский собор,
- Церковь во имя Тихвинской иконы Божией Матери,
- Церковь Кирилла и Мефодия (расположена в  колокольне).

Богослужения совершаются в церкви во имя Тихвинской иконы Божией Матери, церковь открыта для посещения прихожанами только во время проведения богослужений, в остальное время открыт Крестовоздвиженский собор.