Каменная церковь Знамения Божией Матери была заложена 21 сентября 1768 г. на месте ранее сгоревшей деревянной церкви того же имени с приделом во имя святителя Иоанна Златоуста. В декабре 1850 г. был утвержден план реконструкции Знаменской церкви, предусматривавший расширение и переделку ее из «холодной» в теплую. По этому плану церковь должна была стать двухпридельной. Реконструкция производилась на средства тюменского купца-мецената И.В. Иконникова. Во время реконструкции здания церкви в 1851-1862 гг. северный придел был разобран, построен южный во имя святителя Иоанна Златоуста, который сгорел в конце XIX века. Одновременно с реконструкцией Знаменской церкви (1851-1862 гг.) был высажен сад в церковной ограде. В 1880 году деревянный пол в церкви был заменен чугунным. В 1901 году на средства екатеринбургского купца-мецената М.И. Иванова были пристроены два придела к Знаменской церкви – в честь иконы Божией Матери Скоропослушницы и свт. Иоанна Златоуста. На пожертвования же купца М.И. Иванова в 1904 г. пристроен к церкви еще северный придел – Никольский. В этом же году было закончено сооружение купола над трапезной и на один ярус увеличена колокольня. В таком виде здание церкви сохранилось до наших дней. По постановлению Президиума горсовета от 16 декабря 1929 г. Знаменский Собор был закрыт. С 1930 по 1944 гг. здание собора использовали как пересыльную тюрьму, а затем МТС. В 1944 г. Знаменский собор был передан в пользование общине верующих. Сейчас Знаменский собор представляет хотя и сложное, но целостное сооружение, очень интересный образец русского барокко в Сибири. При Знаменской церкви действовало приходское церковное училище.