О необходимости православного собора для города Верного говорили ещё первые епископы Туркестанской епархии в конце XIX века; по вопросу велась переписка, были составлены проект и смета, однако он был осуществлён только в начале XX века. 26 сентября 1903 года епископ Туркестанский и Ташкентский Паисий (Виноградов) освятил закладку храма. Туркестанский Софийский кафедральный собор (впоследствии переименован в Свято-Вознесенский кафедральный собор) строился в 1904—1907 годах инженером А. П. Зенковым по проекту талантливого архитектора — Константина Аркадьевича Борисоглебского. Оригинальные конструкции высотного здания (до 54 м) обеспечили надёжность сооружения во время землетрясения 1910 года. Оно было построено целиком из деревянных деталей, соединённых друг с другом металлическими крепёжными изделиями. «При грандиозной высоте,— писал Зенков о соборе, — он представлял собою очень гибкую конструкцию. Колокольня его качалась и гнулась, как вершина высокого дерева и работала, как гибкий брус». Землетрясение 1910 года, которое весь одноэтажный Верный превратило в развалины, словно обошло стороной творение Андрея Зенкова — второе по высоте деревянное здание в мире. Лишь погнувшийся крест напоминает о пережитом землетрясении.