Знаменский собор был заложен в 1777 г., почти сразу после переноса в 1776 г. Семипалатинской крепости, основанной в 1718 г., на место, где и теперь расположен город. По просьбам жителей крепости епископ Тобольский и Сибирский Варлаам (Петров) утвердил за главным престолом наименование в честь Семипалатинско-Абалацкой иконы Знамения Божией Матери. Андреевский придел был переименован во имя преподобных Антония и Феодосия Печерских (с установлением в нем иконостаса первой церкви), за третьим сохранилось имя великомученика Георгия Победоносца.
В 1782 году строительство храма было завершено. 10 октября 1782 года был освящен придел во имя преподобных Антония и Феодосия Печерских. 24 сентября 1788 года был освящен придел Знамения Пресвятой Богородицы, а придел великомученика Георгия Победоносца был освящен 25 сентября 1788 года. В 1931 году собор был закрыт. Переданный военкомату собор недолго использовался под «культурно-просветительские нужды» и в 1932 году был взорван. Щебень, полученный в результате взрыва, пошел на укладку тротуаров улиц Советской, Максима Горького, Ленина и Молотова. Находился собор на пересечении улицы Абая (Большая Владимирская) и проспекта Шакарима.
