Кафедральный Богоявленский Собор является одним из важнейших центров духовной жизни России.

Впервые церковь Богоявления Господня, что в селе Елохове, упомянута в указе Патриарха Адриана от 1694 г.

До 1717 г. храм был деревянным, с приделом в честь Благовещения.

В 1720-х гг. по указу Петра I церковь перестроили в камне на пожертвования, сделанные царевной Прасковьей Ивановной (дочерью царя Иоанна V Алексеевича).

4 июля 1731 г. церковь была освящена архиепископом Подонским и Сарским Леонидом.

В 1789-1790 гг. проводилась капитальная перестройка храма. В 1792 г. в трапезной был освящен придел во имя Святителя Николая Чудотворца. В 1793 г. заново освящен придел Благовещения. Тогда же началось возведение колокольни, завершившееся в 1805 г.

В 1837-1845 гг. по проекту архитектора Е.Д.Тюрина прошла реконструкция тесного и обветшавшего храма, после которой в прежнем виде остались лишь трапезная и 1-й ярус колокольни. Храм был освящен 18 окт. 1853 г. митр. Московским и Коломенским Филаретом (Дроздовым).

В 1857-1858 гг. возвели заново верхние ярусы колокольни в формах XVIII в. В 1889 г. по проекту архитектора П.П.Зыкова были выстроены большой граненый купол над трапезной и ступенчатые аттики на боковых фасадах.

В 1970-х гг. было  расширено помещение главного алтаря. На внешних стенах трапезной, четверика и барабана купола восстановили лепное убранство, а также существовавшие с XIX в. живописные композиции на библейские сюжеты и изображения святых.

Высота здания от фундамента до креста центрального купола составляет 56 м. Такая же высота колокольни. В храме могут молиться до трех тысяч верующих.

С Богоявленским Собором связано имя А.С. Пушкина. В этом храме 8 июня 1799 г. был крещен будущий великий русский поэт. Восприемниками при Крещении были граф А.И.Воронцов и О.В.Пушкина.

Спустя 100 лет – 26 мая 1899 г. в храме отмечался юбилей А.С. Пушкина. Панихиду совершил Митрополит Московский и Коломенский, ныне прославленный священномученик, Владимир (Богоявленский).

На юбилейной службе в честь поэта присутствовали генерал-губернатор Москвы Великий Князь Сергей Александрович (впоследствии убитый революционерами). И его супруга Великая Княгиня (ныне прославленная преподобномученица) Елисавета Феодоровна.

С 1992 г. на Богоявленском Соборе у входа установлена мемориальная доска в память о крещении поэта.

В 1920-е гг. в храме часто совершал богослужения Патриарх Тихон. Служение Литургии в храме с участием Патриарха было назначено и на 7 апреля 1925 г., но в этот день он скончался.

В начале 1930-х гг. в храм Богоявления были переданы иконы и утварь из располагавшихся вблизи и закрытых в то время московских церквей. Число прихожан увеличилось в те годы до 25 тысяч человек.

В 1926 г. решением комиссии отдела народного образования Моссовета здание храма было отнесено к памятникам церковной архитектуры I категории. Но уже 1 марта 1930 г. Московский облисполком принял постановление о закрытии церкви.

Прихожане собрали 4 800 подписей под заявлением во ВЦИК о сохранении храма, и 30 июня Президиум ВЦИК отменил решение московских властей.

Начиная с 1934 г. власти делали неоднократные попытки закрыть храм. Его предполагалось снести в связи со строительством метрополитена. А в 1935 г. райсовет хотел переделать его под кинотеатр. Однако эти проекты не осуществились.

В июне 1941 г. над Богоявленским Собором вновь нависла угроза закрытия. 22 июня, в воскресенье, после окончания Литургии власти предполагали закрыть Собор.

Начало Великой Отечественной войны не дало этому осуществиться. В этот день Митрополит Сергий составил обращение «Пастырям и пасомым Христовой Православной Церкви», в котором призвал православный народ на защиту Отечества.

Обращение было вскоре оглашено в Богоявленском Соборе. На закрытие Собора власти более не покушались.

26 июня 1941 г. на молебне в Соборе о победе русского воинства Митрополит Сергий вновь обратился к пастве с горячим призывом защитить родную землю.

У свечного ящика организовали сбор пожертвований на нужды обороны. Первым свою лепту внес Митрополит Сергий, пожертвовавший бриллиантовый крест с клобука и драгоценный наперсный крест.

С июля 1941 по июль 1944 г. духовенством и верующими прихода Богоявленского Собора было внесено в фонд обороны 835200 р. И на подарки бойцам Красной Армии 535100 р.

На храмовой колокольне во время войны разместились боевые расчеты зенитчиков, защищавших город от авиабомб. В условиях осадного положения в ночь с 4 на 5 апр. 1942 г. городские власти разрешили проведение Пасхальной службы в затемненном соборе, на которую собралось более шести с половиной тысяч москвичей.

3 сентября 1943 г. богослужение в соборе вновь возглавил, вернувшийся из эвакуации в Москву Митрополит Сергий. С того же дня в соборе начал петь профессиональный хор под управлением В.С.Комарова, в продолжение 31 года руководившего хором собора.

12 сентября 1943 г. в Богоявленском Соборе состоялась интронизация Патриарха Московского и Всея Руси Сергия. Патриарху Сергию выпала нелегкая доля управления Церковью. Спустя восемь месяцев, он почил и 18 мая 1944 г. был погребен в Никольском приделе Богоявленского Собора.

4 февраля 1945 г. Богоявленский Собор стал местом интронизации Патриарха Алексия I. На торжестве присутствовали православные Патриархи: Александрийский Христофор II, Антиохийский Александр III и Католикос-Патриарх Грузии Каллистрат, представители других Поместных православных Церквей и 42 архиерея РПЦ.

Одним из первых указов Патриарха Алексия I (от 25 февр. 1945 г.) Богоявленскому Собору был присвоен статус Патриаршего.

Празднование 800-летнего юбилея Москвы в 1947 г. ознаменовалось важнейшим событием – перенесением из алтаря Кремлевского Успенского Собора в Богоявленский Собор мощей Святителя Алексия митрополита Московского.

Святые мощи были приняты в Кремле по особому акту протопресвитером Николаем Колчицким 14 октября 1947 г., в 5 часов утра.  И спустя 40 минут доставлены в Собор, где их встретил Патриарх Алексий I в сопровождении небольшого числа священнослужителей.

Мощи Святителя Алексия были положены в алтаре Никольского придела. 17 октября на Всенощном бдении их перенесли в специально приготовленную раку. 18 октября у раки Святителя Алексия был совершен первый молебен. Ныне мощи находятся справа перед алтарем.

В июле 1948 г. собор стал местом церковных торжеств по случаю 500-летия автокефалии РПЦ, на них присутствовали делегации от девяти автокефальных Православных Церквей, представители заграничных экзархатов, епархий и благочиний Московской Патриархии.

30 июня 1971 г. в Богоявленском Соборе прошла интронизация Патриарха Пимена. В ней участвовали главы Поместных Православных Церквей: Патриарх Александрийский Николай VI, Католикос-Патриарх Грузии Ефрем II, Патриарх Румынский Юстиниан.

5 июня 1988 г. Божественной Литургией в Богоявленском Соборе началось празднование 1000-летия Крещения Руси. Так начиналось возрождение Русской Церкви.

Незадолго до этой даты, 26 мая, состоялась передача Собору православных святынь, хранившихся в Государственных музеях Московского Кремля: частицы Древа Животворящего Креста Господня, камня от Гроба Господня, частицы ризы Пресвятой Богородицы, десницы апостола Андрея Первозванного, главы Святителя Иоанна Златоуста и частиц мощей других угодников Божиих.

10 июня 1990 г. в Богоявленском Соборе состоялась интронизация пятнадцатого Всероссийского Патриарха Алексия II. На торжествах присутствовали все члены избравшего его Поместного Собора РПЦ и Католикос-Патриарх Грузии Илия II.

Патриарх любил Богоявленский Собор и часто совершал в нем службы. Местом усыпальницы Патриарха Алексия II стал Благовещенский придел Богоявленского Собора.

В Московский Богоявленский Собор не раз привозились для поклонения великие святыни.

В 1991 г. Елоховский Богоявленский Собор в течение нескольких месяцев был местом пребывания вновь обретенных святых мощей Преподобного Серафима Саровского.

В том же году в Богоявленском Соборе находились вновь обретенные мощи Святителя Иоасафа Белгородского.

3 октября 1993 г., во время вооруженного конфликта В Москве, в Собор из Третьяковской галереи была принесена чудотворная Владимирская икона Божией Матери, перед которой православные москвичи вместе со своим архипастырем Патриархом Алексием II на коленях молились о спасении Отечества во времена смут и распрей.

В 1996 г. в Соборе находилась глава великомученика и целителя Пантелеимона, впервые доставленная в Россию из афонского Пантелеимонова монастыря.

В 1991 г. статус Патриаршего получил открытый для литургической жизни Успенский собор Московского Кремля.

Богоявленский храм стал Кафедральным Собором Москвы. Праздничные службы здесь возглавляет Патриарх, митрополиты, архиепископы, епископы.

Из года в год, попеременно чередуясь, в Великий четверг, в Соборе совершаются чин последования: умовения ног в воспоминание Тайной вечери и чин освящения Первосвятителем Русской Церкви сваренного накануне в Малом соборе Донского монастыря мира.

Разлитое в особые, изготовленные из медного сплава и посеребренные сосуды святое миро приносят к северной и южной сторонам главного престола. После окончания освящения сосуды опечатывают и оставляют на хранение в алтаре собора или в ризнице.

В 1990 г. при Богоявленском Соборе был освящен крестильный храм во имя святого Василия Блаженного (по преданию, родившегося в с. Елохове).

При соборе действует Воскресная школа с изучением церковного пения.

В 1995 г., после проведения реставрации, возобновлены богослужения в приписном к Богоявленскому Собору храме Великомученика Никиты на Старой Басманной улице.

Среди настоятелей храма были известные священнослужители.

В декабре 1924 г. Патриарх Тихон утвердил в должности настоятеля храма священника Николая Колчицкого. В 1938 г. митрополит Сергий (Страгородский) удостоил о. Николая сана «кафедрального протоиерея».

По «Положению о Богоявленском Соборе в Москве» 1945 г., настоятель храма возводился в сан протопресвитера. Протопресвитер Николай оставался настоятелем Богоявленского Собора вплоть до своей кончины, последовавшей 12 января 1961 г.

С марта по ноябрь 1961 г. настоятелем Собора являлся архиепископ Тульский и Белёвский Пимен (Извеков). Впоследствии он стал Патриархом Московским.

В 1962 г. настоятелем Собора был назначен викарий Московской епархии, архиепископ Можайский Леонид (Поляков). Он управлял Собором до 1963 г.

Новое назначение настоятеля в Богоявленском соборе состоялось в начале 1965 г., когда в соответствии с указом Патриарха Алексия I соборный причт возглавил протоиерей Иоанн Соболев.

С июня 1978 г. настоятелем Собора, по возведении в сан протопресвитера, был назначен Матфей Стаднюк, секретарь Патриархов Пимена и Алексия II.

В 2013 г. настоятелем Богоявленского Кафедрального собора г. Москвы был назначен протоиерей Александр Агейкин.

В апреле 2020 г. настоятелем Богоявленского кафедрального собора в Елохове города Москвы назначен викарий Святейшего Патриарха Московского и всея  Руси епископ Павлово-Посадский Фома.