Среди ранних зданий Петербурга, появившихся на левом берегу Невы, была небольшая деревянная церковь, увенчанная маленькой главкой и колокольней со шпилем. Стояла она приблизительно там, где ныне находится фонтан напротив Адмиралтейской башни. Церковь была освящена 30 мая 1710 года, в день рождения Петра I. Так как этот день был днем святого Исаакия Далматского, ее назвали Исаакиевской.
Затем вместо деревянной Исаакиевской церкви в 1717–1727 годах возвели каменную с куполом и довольно высокой колокольней. Построенная по проекту архитектора Г. И. Маттарнови, она стояла примерно там, где теперь стоит памятник Петру I. В ту пору берега Невы еще не были укреплены, и в результате оползней здание церкви дало трещины. Поэтому в 1763 году его разобрали.
8 августа 1768 года на площади напротив Адмиралтейского луга состоялась закладка нового, третьего по счету, Исаакиевского собора. Его строительство поручается архитектору А. Ринальди. По проекту зодчего собор должен был иметь купол и четыре башни по углам, а также высокую изящную колокольню. Стены снаружи и внутри предполагалось облицевать мрамором. Но Ринальди не довелось осуществить до конца свой замысел. Строительные работы слишком затянулись. Вступивший на престол в 1796 году Павел I поручил достроить собор архитектору В. Ф. Бренне, который и заканчивает сооружение со значительными изменениями первоначального проекта. В связи с тем, что мрамор, заготовленный для собора, по приказу нового императора употребили на строительство Михайловского (Инженерного) замка, наполовину воздвигнутый храм пришлось достроить кирпичом. Это послужило поводом для едкой эпиграммы:
Автор этой эпиграммы флотский офицер Акимов жестоко за нее поплатился: ему отрезали язык, уши и сослали в Сибирь. 30 мая 1802 года Исаакиевский собор был открыт, однако просуществовал он недолго, так как не соответствовал парадному облику центра столицы.
В 1818 году на его месте стали возводить четвертый по счету Исаакиевский собор. Строился он в течение 40 лет и был окончен в 1858 году. Сооружение храма велось по проекту архитектора О. Монферрана. Француз по национальности, он в 1816 году приехал в Россию и прожил в ней 42 года.
Огромную помощь автору собора оказал специально созданный комитет во главе с президентом Академии художеств А. Н. Олениным. Члены комитета — виднейшие архитекторы В. П. Стасов, А. И. Мельников, А. А. Михайлов и другие — помогли устранить погрешности проекта и успешно довести строительные работы до конца. Более 400 тысяч человек в разное время принимали участие в возведении собора. Непомерно тяжелыми были условия труда и жизни этих людей. За нищенское жалованье работать приходилось с 5 часов утра до 8 часов вечера. Многие гибли или получали увечья, но подрядчики не проявляли заботы о безопасности работающих. Были случаи, когда мраморщики и плотники падали с лесов, немало рабочих умерло от ядовитых ртутных паров при золочении купола так называемым «огненным способом». Жили же оброчные крепостные крестьяне в бараках с нарами в три яруса. «…От тесноты в казармах рабочих, — сообщалось в архивных документах, — делается величайшая сырость, и от оной рабочие делаются часто больными…»
О. Монферран с большой теплотой отзывался о строителях собора, которые, несмотря на тяжелые условия труда, очень добросовестно относились к своему делу. «Русские рабочие, — писал он, — честны, мужественны и терпеливы. Одаренные необыкновенным умом… отличаются добротой и простодушием, кои очень располагают к ним… Смелые по природе, они особенно любят опасную работу. Искусные в своем ремесле, они часто оказываются виртуозами… исполняют самые сложные и трудные работы с удивительной точностью».
О масштабах здания можно судить по таким данным. Высота собора — 101,5 м метра, длина — 111,28 метра, ширина — 97,6 метра. Он может вместить до 14 тысяч человек. Снаружи здание имеет 112 монолитных колонн, 48 из них, высотой 17 метров и весом по 114 тонн, украшают гигантские портики. Гранитные колонны были вырублены в каменоломне Пютерлакс, находившейся в одной из бухт Финского залива недалеко от Выборга.