Причт обратился с новой просьбой к Св. Синоду: вместо старой деревянной церкви, которая теперь стояла без употребления, построить тёплую зимнюю церковь. Прошение было удовлетворено. Постройка производилась на средства петербургского купца И. Ильина. Тихвинскую церковь заложили 20 июня 1764 года за алтарем Крестовоздвиженского храма. В плане Тихвинская церковь напоминала Крестовоздвиженскую 1748 года: вытянутый прямоугольник, едва намеченное расширение в восточной части, 3 нефа, компартименты которых перекрыты крестовыми сводами, одна глава на восьмерике, обработанном пилястрами. 14 декабря 1768 года новая церковь, украшенная небольшим куполом, была освящена. На свои средства купец Иван Ильич Меньшой позже устроил в ней дополнительный придел - во имя свт. Иоанна Златоуста (освящен 18 февраля 1800 г.). В 1861 году в ней был освящён придел святого блгв. вел. кн. Александра Невского, небесного покровителя Царя Александра II, Освободителя.
Крестовоздвиженская и Тихвинская церкви простояли почти сто лет, и, наконец, стали нуждаться в ремонте. Предполагалась радикальная перестройка храма. Архитектор В. Морган составил проект, напоминавший Исаакиевский собор (к тому времени ещё недостроенный). Проект был выполнен в традициях греческой архитектуры, согласно со стилем существовавшей колокольни. Церковь была рассчитана на 2500 человек. Но многолюдный район не мог надолго остаться без храма на время перестройки церквей. Потому было решено сначала расширить небольшую Тихвинскую церковь, а затем уже переходить к радикальной перестройке Крестовоздвиженской. В июне 1844 года приделы Предтеченский и Никольский были перенесены из Крестовоздвиженской в Тихвинскую церковь и освящены 24-го числа того же месяца. Тихвинская церковь теперь была окружена каменным прямоугольником так, что в обе стороны она стала шире на 4 сажени (около 8,5 м), длина ее увеличилась на длину паперти, к ней пристроены были ризница и сторожка, в продольных стенах образовались широкие арки.
В феврале 1932 года Тихвинская церковь была закрыта и отдана под школу; с 1940‑х гг. в ее помещении располагались производственные мастерские радиотехнического техникума № 2. С 1924 года по июль 1938 года собор относился к Патриаршей Церкви. Существовал "Наказ депутатам Ленсовета XIV созыва" о закрытии и сносе церкви в 1938 году, однако он утверждён не был. Позже ленинградское отделение объединения "Союзкинопрокат" ходатайствовало в Ленсовет о предоставлении им здания церкви. Здание было передано Союзкинопрокату под фильмохранилище. Интерьер был искажен и обезображен перепланировкой, возведением новых капитальных поперечных стен и перекрытий.
Возрождение храмов началось с возвращения их Русской Православной Церкви. Состояние церкви во имя Тихвинской иконы Божией Матери в документах оценивалось как руины. Храм был варварски изуродован: перегорожен на два этажа, купол и крест были снесены. Внутри помещались мастерские с тяжелыми токарными, деревообрабатывающими станками, пол был залит асфальтом. В алтаре – раздевалка для рабочих, в притворе – баня, всё загажено и закурено. Снаружи он выглядел как большой сарай с облупленной штукатуркой. Казаки, несмотря на весь ужас поругания храма, взялись за дело. Казакам пришлось много потрудиться, чтобы очистить храм от станков и строительного мусора. Первое богослужение состоялось на Троицу 1993 года. Храм восстал из руин при значительной материальной поддержке благотворителя Ю.Л. Петрова. Были разобраны перекрытия, выполнен капитальный ремонт, воздвигнут купол. В деревянный крест, венчающий купол, была вложена и частица Мамврийского дуба, под которым праотцу Аврааму явилась Святая Троица.
Действующей является церковь во имя Тихвинской Божией Матери. В ней освящены три престола: центральный - в честь Тихвинской иконы Божией Матери, южный - в честь свв. Царственных Мучеников, северный - в честь святого благоверного великого князя Александра Невского. Весной 1999 года митрополит Санкт-Петербургский и Ладожский Владимир освятил главный придел церкви. В 2001 году был освящен южный придел – во имя свв. Царственных Страстотерпцев. Это первый в городе престол, посвященный Царю – Мученику Николаю и его Семье. В 2005 году северный придел был освящен во имя св. благоверного великого князя Александра Невского.
http://krest-sobor.ru/istoriya_sobora