Дерев’яний костел збудовано в 1694 р. Сучасний мурований виник у 1745 р. Споруди монастиря перебудовані в 1924 – 1926 рр. (архіт. Т.Врубель).
У будівлі № 2 від часів незалежності міститься Львівсько-Сокальська єпархія Української Православної Церкви Київського патріархату. Адресу № 2-а має храм Покрови Пресвятої Богородиці УПЦ КП, переосвячений 1990 року. До війни це був римсько-католицький костел святого Миколая, а за часів СРСР – православна церква.
Під час проведення реставраційних робіт у вівтарній частині, в ніші було виявлено скульптуру святого Миколая. Коли була відкрита ця скульптура, служителі собору і учасники тих реставраційних заходів схилялися, щоб залишити цю скульптуру в ніші і відмовитися від полотна із зображенням святого Миколая, яке там було розміщене раніше. Скульптуру було розміщено в іншому місці, а полотно XVIII сторіччя повернули у вівтарну частину. Із того часу збереглися світлини, які демонструють той короткий період, коли скульптура святого Миколая була розміщена у вівтарі храму.
Від давнього часу в оздобі храму поєднувалися різні традиції. Сьогодні у православному соборі вшановується ціла низка великих святинь. Серед них: ікона Божої Матері Млекопитательниці, копія якої передана до нашого собору зі святої гори Афон, образ, історія якого сягає витоками ще VI століття; образ Святого Сави Освяченого, що був переміщений із Єрусалиму до Хіландарського монастиря, а згодом його вшанування уже було поширене у православних церквах Європи; ікони святої Варвари та святого Макарія, митрополита Київського, – великі святині української землі із часточкою мощей святих.
Від 1108 року мощі Святої Варвари благословляють українську землю своїм перебуванням у Михайлівському Золотоверхому монастирі. Після його зруйнування, рака зі святинею була перенесена до кафедрального Володимирського собору, звідки й була передана часточка мощей до нашого собору – Покрову Пресвятої Богородиці. Свята Великомучениця Варвара шанована усім християнським світом.
Святий Макарій митрополит київський загинув наприкінці XV ст., захищаючи свою громаду і відмовившись покинути літургію перед наступом татар. Пізніше тіло митрополита Макарія було виявлене нетлінним. Чудеса, які діялися на його мощах, стали свідченням особливого Божого благовоління та започаткували традицію вшанування великого ієрарха на українських землях
Особливою святинею Свято-Покровського кафедрального собору є також кіот з копією чудотворної ікони Львівської Богородиці. Унікальна пам’ятка, що походить ймовірно із XV сторіччя, 1534 року була освячена для латинського кафедрального собору, згодом вона була передана до вірменської громади і зберігалася там досить тривалий час. Ще у XIX сторіччі ця ікона була окрасою палацу вірменських архієпископів у Львові. Згодом ікона була експонована на виставках у міжвоєнний період, а в післявоєнні роки вважалася втраченою. У 1980-их роках, завдяки зусиллям директора національної картинної галереї Бориса Возницького, ікона була врятована, відреставрована і повернута до музейної експозиції. Із роками вшанування ікони не припинялося, а традиція поклоніння перед образом Богородиці Львівської набирала все більшого пошанування, все більшого поширення.
Сьогодні у картинній галереї обладнано каплицю, де особливо вшановується ікона, а на Введення в храм Пресвятої Богородиці у 2010 році цей образ був переміщений до Свято-Покровського кафедрального собору, де відбулося урочисте його прославлення. Чин прославлення очолив Святійший Патріарх Київський і всієї Руси-України Філарет. До нього доєдналися представники Української Греко-Католицької Церкви і Римо-Католицької Церкви. Таким чином, образ Пресвятої Богородиці Львівської став символом єднання християн Львова, адже ікона, яку написав православний іконописець, тривалий час вшановувалася в латинському кафедральному соборі, представниками вірменської апостольської церкви, а сьогодні своєю присутністю благословляє львів’ян усіх конфесій. У 2011 році було започатковано також традицію благословення образом Пресвятої Богородиці львів’ян у день міста Львова.
У 1947 році він став першим храмом у Львові, відкритим за радянської влади, однак уже для православної парафії. У 1947 році храм був освячений як церква святого Архистратига Михаїла. Посвята святому Архистратигу, можливо, була зумовлена тим, що дещо раніше у чотирьох нішах фасаду було розміщено скульптури святого Архистратига Михаїла, Яна Непомука та двох тринітарських святих. Із них лише святий Архистратиг відповідав традиції вшанування у Православній Церкві. Окрім того, у приміщеннях захристії було обладнано ще один храм, так звану “Теплу Церкву” Святого Пантелеймона, яка проіснувала разом із церквою святого Архистратига Михаїла до 1961 року.
Ухвалення нового статуту РПЦ, який надавав переважне право громаді у прийнятті рішень про статус храму, нівелював значення і роль духовенства, призвело до того, що упродовж 1961-1962 років радянська влада розпочала масований захід проти Православної Церкви. І впродовж цього часу понад 400 парафій у Львівській єпархії перестали існувати. Відтак у 1961 році припинила своє існування і парафія святого Архистратига Михаїла. Збереглися окремі документи, які пов’язані з ліквідацією парафії і з переданням окремих її ікон чи іконостасу до інших храмів. Церква припинила діяти уже як храмова споруда.
Після 1961 року приміщення храму було передане Львівському державному університету імені Івана Франка під потреби книгосховищ бібліотеки. Там було розміщено частину обмінно-резервного фонду. Попри використання не за призначенням, ймовірно, саме це сприяло збереженню інтер’єру храму – були зведені потужні стелажі, заповнені книгами, які дозволили максимально зберегти від руйнувань і стюкову ліпнину, і унікальну казальницю, а також вівтарі XVI-XVIII сторіч.