Anteriormente, en la zona del Almirantazgo existió una pequeña iglesia de madera dedicada a San Isaac de Dalmacia, a la que sustituyó otra de piedra, que quedó inservible a mediados del siglo XVIII. Por último, a comienzos del siglo XIX, se decide levantar la nueva catedral. Participan en el concurso destacados arquitectos de aquella época. Sale vencedor el joven arquitecto francés Auguste Montferrand. Las obras se prolongaron desde 1818 hasta 1858.

En la decoración de la Catedral de San Isaac se emplearon 43 tipos de minerales. El zócalo fue revestido de granito, el interior de la catedral, paredes y suelos de mármoles rusos, italianos y franceses, las columnas del retablo fueron revestidas de malaquita y lapislázuli. Para sobredorar la cúpula de 21,8 m de diámetro, se emplearon cerca de 100 kilos de oro. Adornan la catedral casi 400 obras entre esculturas, pinturas y mosaicos. Tiene capacidad para 14 mil personas.

Desde 1931 la catedral es un museo. Se puede subir hasta el tambor de la cúpula, desde donde se disfruta de una magnifica vista de San Petersburgo.