Do 1946 była to archikatedralna cerkiew greckokatolicka. W czasach sowieckich (marzec 1946 – sierpień 1990) świątynia odgrywała rolę katedry prawosławnej patriarchatu moskiewskiego, w tym czasie usunięto z wnętrza niektóre ruskie i ukraińskie elementy, np. pomnik Markiana Szaszkiewicza oraz tron biskupi (zastąpiony prowizorycznym ołtarzem bocznym w stylu rosyjskim).

W 1990 świątynię ponownie przejęli grekokatolicy. W 1991 papież Jan Paweł II ustanowił metropolitą lwowskim obrządku bizantyjsko-ukraińskiego kardynała Myrosława Lubacziwśkiego, od 1984 zwierzchnika wszystkich unitów.