Рост православного населения в Ревеле (ныне Таллин) в конце XIX века потребовал строительства нового собора. Князь Сергей Владимирович Шаховской, назначенный Эстляндским губернатором, стал инициатором строительства нового собора и исходатайствовал Высочайшее разрешение на сбор в пределах империи средств для осуществления названной цели. Со всей России поступали пожертвования на постройку в Ревеле нового соборного храма. В честь чудесного спасения царя Александра III и его семьи при страшном крушении императорского поезда 17 октября 1888 года было решено посвятить новый собор благоверному князю Александру Невскому. Выбору места для строительства уделялось едва ли не первостепенное значение. Из восьми предложенных вариантов наиболее подходящей оказалась площадь перед губернаторским дворцом на Вышгороде. Проект собора выполнен специалистом по церковным постройкам академиком архитектуры Преображенским, членом Санкт-Петербургской Академии художеств. Колокола для собора были изготовлены на колокольном заводе в Санкт-Петербурге. Весь звон составляет 11 колоколов. Первоначально проект собора предусматривал установку мраморного иконостаса, но в ходе строительства было решено заменить его золоченым деревянным. Работа была поручена П. С. Абросимову. Иконы были написаны в мастерской академика живописи Александра Никаноровича Новоскольцева. По его же эскизам петербургским мастером Эмилем Карловичем Штейнке сделаны витражи, установленные в алтарных окнах главного придела. Пятиглавый трехпрестольный храм, вмещающий 1500 человек, был выполнен по образцу московских храмов XVII века. Фасады собора украшены мозаичными панно работы академика архитектуры А. Н. Фролова. Торжественное освящение собора было совершено 30 апреля 1900 года. В начале 1920-х годов в обретшей независимость Эстонии был начат сбор средств на снос собора как "памятника русского насилия". В конце 1928 года в Государственное Собрание был внесен законопроект о сносе Александро-Невского собора. Однако с помощью мировой православной общественности храм удалось отстоять. В период фашистской оккупации собор был закрыт и оказался под угрозой сноса. В послевоенные годы, в составе СССР, собор вновь оказался под угрозой - в начале 1960-х годов от перестройки под планетарий его спас молодой епископ Таллинский и Эстонский Алексий (Ридигер), будущий патриарх Московский и Всея Руси. В 1999 году в знак особого покровительства Таллинскому кафедральному собору был дан статус ставропигиального, т.е. храма, напрямую подчиненного патриарху Московскому и Всея Руси.