Появлением собора в Пятигорске жители обязаны императору Николаю I. В собственный День Рождения, 6 июля 1842 года, император издал соответствующее распоряжение, но к строительству смогли приступить лишь через несколько лет: деньги на храм собирали с будущих прихожан. Николай I утвердил смету — 45 тысяч рублей.
Подаяния собирались «по подписке» — это особая форма благотворительности, распространённая в XIX веке. Желающие пожертвовать таким образом на какую-либо инициативу, должны были присылать наличность в редакции СМИ, объявивших о сборе, либо казначею строительного комитета или общества, открывшего подписку. Так собирали деньги не только на храмы, но и на памятники. Например, именно «по подписке» в Пятигорске собрали средства на памятник Михаилу Лермонтову и в Москве на памятник Николаю Гоголю.
Необходимая сумма для возведения пятигорского храма накопилась к 1846 году, и тогда наместник Кавказа Михаил Воронцов обязал управляющего Кавминводами полковника Дмитрия Всеволожского и архитектора Самуила Уптона начать строительство. Решено было строить храм по образу московского Храма Христа Спасителя, только в уменьшенном виде. Сам император пожелал, чтобы храм был пятиглавым. Разрабатывавший проект архитектор Александр Андреев ориентировался на план архитектора Константина Тона, автора оригинального Храма Христа Спасителя и Большого Кремлёвского дворца в Москве.
25 июня 1847 года в Пятигорске торжественно заложили будущий собор. В основании фундамента поместили мемориальную плиту в виде каменного креста с выбитым на нём текстом. Строительством занялись местный купец Филипп Дураков и коллежский регистратор Пётр Дембовский. План возведения и закупленные материалы сочли качественными, но когда строительство дошло до купола, обнаружили крупные трещины внутренних опор и стен. Из-за этого работы в 1853 году приостановили, а в 1856 году недостроенный храм и вовсе разобрали до фундамента: его признали непригодным.
Проверяющие комиссии пришли к выводу, что причины накладок заключались в некачественном материале, просадке грунта, отступлениях от проекта и неравномерной закладке стен. Ревизоры определили размер взыскания с виновных — 20210 рублей серебром. Состоялся суд, где выяснилось, что ответственность падает не только на подрядчиков Дуракова и Дембовского, но и на архитектора и комиссию, курировавшую строительство. Самуила Уптона отстранили, и даже завели на него уголовное дело. На замену ему пригласили губернского зодчего Ткаченко из Ставрополя и в 1856 году строительство возобновили: укрепили фундамент и вновь заложили стены. Такие обстоятельства сказались на продолжительности работ — храм был готов лишь к 1869 году, спустя 22 года после начала стройки.
Огромное здание с пятью куполами, отделанное известняком, стало ещё одной достопримечательностью курорта. На территории собора под навесом разместили медно-бронзовый колокол, весивший несколько тонн. Управлялись с колоколом два звонаря — одному было не по силам. Перезвон слышали в каждом уголке курорта.
31 мая (по старому стилю) 1869 года собор освятил епископ Кавказский Феофилакт (Губин) во имя иконы «Христа Спасителя исцеляющего расслабленного при Овчей купели». Такое название посчитали подходящим для церкви, расположенной в местах с целебными водами, ведь икона изображает сюжет из Библии. Согласно Евангелию от Иоанна, придя в Иерусалим, Иисус увидел больного у Овечьих ворот, где была чудотворная купель, исцеляющая недуги. Нищий пролежал там 38 лет и по слабости не мог окунуться. После исцеления Иисусом, он рассказал иудеям о том, кто помог ему.
В начале XX века Спасский собор Пятигорска стал кафедральным. В революционные годы на площади перед ним устраивали митинги и собрания. В 1927 году прошло последнее богослужение — антирелигиозные большевики решили закрыть храм. Величественный собор превратили в зернохранилище. А в сентябре 1936 года и вовсе взорвали. Стены храма были так крепки, что взрывать их пришлось частями. Таким образом уничтожили и колокольню, и усыпальницу генерала Николая Евдокимова, одного из героев Кавказской войны, похороненного у храмовых стен.
После войны на месте собора разбили сквер с кафе, фонтаном и цирком шапито.
В 1992 году собор решили восстановить — расчистили площадку, установили металлический крест, освятили землю и вновь начали сбор средств. По сохранившимся старым чертежам и фотографиям создали проект нового собора, максимально соответствующий первоначальному. Строительство длилось с 2004 по 2012 годы.
14 декабря 2012 года Святейший Патриарх Московский и всея Руси Кирилл освятил собор во Имя Христа Спасителя, исцеляющего расслабленного при Овчей купели и провёл Божественную литургию. Внутреннюю роспись стен завершили в 2018 году.
Спасский собор построен в русско-византийском стиле из машукского камня, у него пять золотых куполов. Храм имеет форму креста. Его фасады разделены на три части, что символизирует Святую Троицу. Центральная часть с самым крупным куполом олицетворяет Спасителя. Пилоны со звонницами под куполами символизируют четырех евангелистов, которые несли по миру благую весть о явлении Иисуса Христа. Собор рассчитан на единовременное посещение 1000 молящихся.
Отсутствие вычурного декора снаружи храма компенсирует яркость и обилие внутренней росписи. Стены и своды собора изнутри расписаны во фряжском стиле. Это итальянская техника, возникшая в эпоху Ренессанса. Она представляет собой академический подход к иконописи. В изображениях ликов святых проработаны мельчайшие детали, в фигурах чувствуется объём и филигранная игра светотени.
Проект росписи готовили несколько лет, ещё три года длилось внутреннее оформление. Иконописцы расписали 3000 кв. м. стен и сводов и 760 кв. м. в алтаре. Иконостас выполнен в византийском стиле из дерева цвета слоновой кости, украшенного золоченной резьбой. Пол мозаичный, выполнен из цветного мрамора.
Главной святыней храма является список с иконы Иверской Божьей Матери. Икона написана в Греции, в монастыре на горе Афон, и привезена в Пятигорск в 1974 году. Все время, пока храм был разрушен, она хранилась в Лазаревской церкви Пятигорска.
Также в храме есть частица мощей Святителя Николая Чудотворца и частица Животворящего Креста Господня. При храме действует детская воскресная школа.
На территории Спасского собора также находится церковь иконы Божией Матери «Всех скорбящих Радость».
Первая церковь с таким названием появилась в Пятигорске ещё в 1828 году, она была полностью деревянной и находилась в парке Цветник. Её построили архитекторы братья Бернардацци. В 1944 году церковь разобрали на дрова. В 1990-х горожане подняли вопрос о возрождении утраченной святыни. Её построили, но уже в другом месте, и в 1997 году освятили в честь иконы Пресвятой Богородицы «Всех Скорбящих Радость». Автор проекта — архитектор А. С. Кихель.