Odluka o njenoj gradnji doneta je početkom 1854. godine u vreme kada su velike evropske sile Ujedinjeno kraljevstvo i Rusija vršile pritisak na Osmansko carstvo da dozvoli verske slobode svojim građanima.
Samoj izgradnji hrama prethodio je Pariski mir 1856. godine, kojim je Turska priznala ravnopravnost muslimanima i hrišćanima. To je značilo da su se mogle obnavljati stare i zidati nove crkve. Do tog trenutka u Sarajevu je postojala samo jedna, stara Pravoslavna crkva na Baščaršiji, koja je podignuta krajem 5. i početkom 6. veka, dakle devet vekova pre dolaska Turaka.
Pred kraj viševekovne vladavine Osmanskog carstva izgrađeni su mnogi pravoslavni hramovi na Balkanu, Saborne crkve u Beogradu, Novom Sadu, Nišu, Nikšiću, Smederevu, Saborna crkva Svete trojice u Mostaru – građena od 1863-1877. godine koja je u proteklom ratu od 1992. do 1995. godine do temelja porušena, i Saborna crkva Presvete Bogorodice u Sarajevu čija je gradnja trajala od 1860-1872.
Izgradnja Saborne sarajevske crkve koštala po završnim računima, 36 hiljada dukata. Novac se skupljao dobrovoljinim prilozima imućnijih Srba iz Sarajeva i okoline, a siromašni parohijani besplatno su obavljali nadničarske poslove.
Mitropolit Sava Kosanović iz Rusije je doneo i bogoslužbene knjige, odežde i crkvene predmete – vredne poklone carske porodice i petrogradskog plemstva Sabornoj sarajevskoj crkvi.
Sam mitropolit Sava Kosanović prikupio je za izgradnju Bogorodičinog hrama u Sarajevu oko 1870 dukata.
Radovi na igradnji crkve u Sarajevu trajali su jedanaest godina.
Crkvu je osveštao mitropolit Pajsije na Svetog Iliju 20. jula 1872. godine (po starom kalendaru) uz sasluženje 76 sveštenika.
Ovom nesvakidašnjem svečanom događaju prisustvovalo je oko deset hiljada vernika. Broj bi bio verovatno i veći da se nije pronela vest o pripremljenoj odmazdi Turaka.
Na dan osvećenja Saborne crkve u Sarajevu bilo je prisutno svih šest konzula koji su imali rezidencije u ovom gradu.
Pored predstavnika diplomatskog kora iz Sarajeva za tu priliku doputovao je iz Beograda i kasniji upravnik Bosne pod Austrougarskom okupacijom, Benjamin Kalaj.
Mere obezbeđenja za to vreme bile su nesvakidašnje. Sve sarajevske ulice i sokaci koji su vodili ka Sabornoj crkvi bile su zatvorene za prolaz muslimanima, a bili su zatvoreni i svi ugostiteljski objekti.
Policija i vojska budno su motrili situaciju, te nije zabeleženo nijedno narušavanje reda i mira. Otomanska imperija strogo je vodila računa da u svet iz Sarajeva ne ode negativna slika.
Kasnije je oko Saborne crkve u Sarajevu izgrađen pojas zgrada koje su činile pravoslavni građevinski kompleks. Uskoro je bilo tu i sedište Mitropolije dabrobosanske. I danas je sedište dabrobosanskog mitropolita Hrizostoma.
Posle mitropolita Pajsija, koji je osveštao sarajevsku Sabornu crkvu, na tronu se našao mitropolit Antim-Grk, potom mitropolit Georgije Nikolajević koji je u maju 1890. osvetio Muzej pri staroj pravoslavnoj crkvi na Baščaršiji. Mitropolit Georgije bio je prosvetni radnik i veliki zadužbinar i dobrotvor srpskog naroda.
Posle mitropolita Georgija, na tron Mitropolije dabrobosanske izabran je mitropolit Nikolaj Mandić, ujak Nikole Tesle, rođeni brat njegove majke Georgine Đuke Mandić.
Pod njegovim vođstvom, bečke vlasti proglasile su Uredbu o crkveno-školskoj autonomiji. Kroz burnu istoriju i Saborna sarajevska crkva i ostale crkve u Sarajevu, kao i njihovo sveštenstvo, stradali su u oba svetska i u poslednjem ratu u Bosni i Hercegovini.
