Из истории
Вначале была построена деревянная церковь. Так, «Саратовские губернские ведомости» писали: «Новая церковь в Саратове… во имя Сошествия Святого Духа на апостолов, устроена при содействии преосвященного Иакова в 1844 году».
В 1855 году вместо старой, деревянной, построена каменная церковь и каменная же колокольня на средства почетного гражданина Саратова купца первой гильдии Петра Федоровича Тюльпина. В 1856 году были освящены ее боковые алтари — 19 июля правый придел (во имя Знамения Пресвятой Богородицы), 26 августа 1856 года левый придел (во имя свят. Николая Чудотворца), и 5 октября 1858 года Преосвященный Иоанникий I (Горский; †1877), епископ Саратовский и Царицынский, освятил центральный престол (во имя Сошествия Святого Духа). По штату церкви были положены три священника, один диакон и три псаломщика. Церкви принадлежали здания каменной церковно-приходской школы и деревянной сторожки.
В конце 1920-х годов Духосошественская церковь была захвачена обновленцами, но спустя полгода клир храма принес покаяние. Предположительно после закрытия Александро-Невского кафедрального собора Духосошественская церковь получила статус соборной.
Постановлением Президиума Нижне-Волжского краевого исполкома советов РК и К депутатов от 06 октября 1931 года колокола собора были изъяты для нужд промышленности. В 1939 году храм был закрыт и превращен в зернохранилище. Однако здание почти не пострадало, и, когда 17 декабря 1947 года храм вновь был открыт, его стены были лишь заново расписаны. В 1948 году главный придел был заново освящен Преосвященнейшим Борисом (Виком; †1965) и в нем начались регулярные богослужения.
Постановлением Саратовской Областной Думы от 17 ноября 1994 года № 7-59 Духосошественская церковь признана памятником истории и культуры регионального значения.
Указом Святейшего Патриарха Московского и всея Руси Алексия II № 1115 от 16 марта 2001 года в связи с аварийным состоянием кафедрального Свято-Троицкого собора статус кафедрального был придан Духосошественскому собору. В крипте под главным алтарем собора погребен приснопамятный Архиепископ Саратовский и Вольский Александр (Тимофеев †2003).
В 2014 году Указом Святейшего Патриарха Московского и всея Руси Кирилла № У-01/169 от 10.10.2014 г. «В связи с завершением реставрационных работ присвоить Свято-Троицкому храму г.Саратова статус кафедрального собора. Церкви Сошествия Святого Духа г. Саратова, временно имевшей статус кафедрального собора, официально именоваться «Храм Сошествия Святого Духа».