В 1991 г. в Домодедово была создана православная община. 12 сентября 1992 г. состоялось освящение закладного камня для возведения храма во имя Всех святых, в земле Российской просиявших. Вначале было построено временное дощатое сооружение. В 1994 г. возвели церковный дом: небольшой храм, просфорню, кухню, трапезную, склады, библиотеку, комнаты для духовенства и пр. Храм здесь освятили во имя преподобного Серафима Саровского.

Проект храма Всех святых, в земле Российской просиявших, был разработан в архитектурной мастерской Троице-Сергиевой Лавры. Усердием многих жертвователей церковь построили за два года и 20 сентября 1997 г. уже освятили. Храм выполнен из красного кирпича и отделан кирпичом песчаного цвета. В октябре того же года храм получил статус собора.

В мае 2001 г. освятили оба придела: правый — во имя блаженной Матроны Московской, левый — в честь святых Царственных страстотерпцев.

Собор имеет святыни: частицу святых мощей блаженной Матроны, ковчег со святыми мощами святого благоверного князя Александра Невского; преподобных Марфы и Александры Дивеевских; нескольких Задонских святых; святого праведного воина Феодора (Ушакова); благоверного князя Олега Брянского; преподобного Никандра Городноезерского; священномученика Константина Богородского. Особым почитанием пользуется икона Новомучеников Домодедовских.