Строительство каменного собора во имя князя Александра Невского в Ижевском заводе началось по храмоизданной грамоте от 28 июля 1816 года №2917, выданной епископом Вятским и Слободским Гедеоном.
До 1810 года на месте Александро-Невского собора стояла деревянная Ильинская церковь. Она сгорела. На ее месте заводское начальство решило выстроить огромный собор имени Александра I. Смета вышла на 113 тысяч рублей, но царь утвердил лишь 30 тысяч и взамен прислал проект поскромнее - аналог Андреевского собора в Кронштадте.
Храм возводился на личные средства Александра I. Естественно, что собор оказался посвящен соименному царю святому, его небесному покровителю, полководцу АЛЕКСАНДРУ НЕВСКОМУ. Такое посвящение, кроме того, было органично для города-завода оружейников.
Строился храм по проекту известного русского архитектора Захарова С.Е. на средства Артиллерийского департамента. Типично классической архитектуры сооружение довольно точно повторяло архитектуру Андреевского собора в Кронштадте, построенного в 1817 году Андреяном Захаровым и уничтоженного после революции. Дудин С Е не слепо скопировал работу учителя. Он органично вписал свою постройку в сложившийся к тому времени градостроительный ансамбль. Собор Александра Невского занял место на оси башни главного заводского корпуса. Позже, в 1852 году, между этими сооружениями установили памятную колонну в честь начальника всех российских оружейных заводов великого князя Михаила Павловича, брата Александра I. Тогда-то отчетливо дал о себе знать дудинский градостроительный замысел, заключавшийся в формуле "Вера-Царь-Отечество" - Собор Александра-Невского - Михайловская колонна - заводская башня.
15 октября 1823 года протоиерей Лятушевич Захарий освятил храм в честь Александра Невского с двумя приделами. В 1830 году в состав прихода входили: Ижевский завод, дер. Лудорвай, дер. Пазели, дер. Русская Карлутка - всего 31 населенный пункт.
В 1824 году собор посетил сам император Александр I, приезжавший инспектировать завод, а в 1837 году - будущий царь Александр II, тогда еще наследник престола..
По шпилю Александро-Невского собора топографы Генерального штаба в 1959 году впервые с точностью до секунды исчислили координаты Ижевска.
В 1871 году при соборе действовали школа, библиотека, открытое церковно-приходское попечительство, которое заботилось о бедных, занималось устройством больниц, школ, различных благотворительных учреждений, содержало богадельню. Благодаря усилиям попечительства в 1871 году быстро ликвидирована эпидемия холеры в Ижевском заводе.
Александро-Невский собор являлся главным приходским храмом. К нему приписаны три церкви и три часовни. Гармоничностью пропорций отличаются классические портики, полукруглый алтарный выступ, членения стен. Прекрасной была стройная многоярусная колокольня, завершающаяся высоким шпилем. В ней использовались архитектурные мотивы, употребленные Захаровым А Д. Кронштадтский собор не сохранился, поэтому его ижевский вариант приобрел особое значение в истории русского зодчества. Собор являлся не только культовым сооружением, но и центром общественной жизни дореволюционного Ижевска. Ни одно замечательное событие из жизни заводского поселка не проходило мимо стен собора. В сени храма погребены его церковнослужители и почетные граждане поселка. Сам Александр I побывал в соборе Александра Невского в 1824 году.
По поставлению Президиума Удмуртского облисполкома от 26 марта 1929 года Александро-Невский собор закрыт. С 1930 по 1990 год в переоборудованном здании храма находился детский кинотеатр "Колосс". 12 февраля 1990 года Совет министров УАССР возвратил здание верующим. Сейчас собор действующий.