Решение о строительстве нового храма было принято Консисторией в 1761 г. Спустя два года началась кладка стен и была закончена к 1767 г. После чего еще в течение полувека новый храм благоукрашался. Пока в 1818 г. все отделочные, живописные и прочие работы не были закончены, и новый Спасский собор не представил перед вятчанами во всей своей красоте. Строительство храма стало событием чрезвычайно важным для всех жителей Вятской земли. Средства на его возведение поступали во время низовых крестных ходов. Люди жертвовали деньги, строительные материалы. В строительстве собора, в отделочных работах, в его украшении, принимали участие лучшие мастеровые и художники Вятского края, а для его конструкций находили разные источники строительных материалов.
Краткая хронология этих работ такова:
8 июля 1770 г. Преосвященным Варфоломеем с полуденной стороны теплого храма был освящен придел во имя святой великомученицы Екатерины.
В 1785 г. губернским архитектором был назначен Филимон Меркурьевич Росляков (1758—1806), после чего все работы на соборе стали проводиться под его надзором, по его чертежам и при его личном участии.
В 1785 г. мещанин г. Вятки Н. Бабиков и крестьяне разных округов разобрали на кирпич старую Спасскую церковь, сняли кресты, крышу, а разобранный кирпич и камень аккуратно сложили, чтобы не было их напрасной ломки (ГАКО. Ф. 301. Оп.1).
В апреле 1792 г. на верхнем этаже артель выполняла плотницкие работы.
В 1793 г. в соборе велись штукатурные работы, по шаблонам Ф. М. Рослякова были изготовлены карнизы, наличники, рамы.
В 1795 г. мастеровые И. А. Ефремов и Г. И. Мурысин заключили договор: «В Спасском соборе в холодной церкви иконостас со всею при нем резьбою, выколотить на полимент самою искусною работаю. На глади того иконостаса местами сделать цыровку (работа тонкой иглой по золоту для придания изображению лика святого), во всем сходственную с церковью здешнего Кафедрального собора, а также запрестольный крест, образ Божией Матери и резьбу, всю оную работу привести по окончанию во всей должной справности» (ГАКО. Ф. 301. Оп. 1. Д. 7).
В 1798 г., по плану и шаблонам Ф. М. Рослякова, крестьяне Шубины изготовили два иконостаса и два горних места «самое лучшею столярною работой, по архитекторскому плану» в нижнем этаже Спасского собора (ГАКО. Ф. 301. Оп. 1. Д. 8).
В 1805 г. Слободской мещанин колоколенный мастер А. Ф. Попов дал обязательство, что он изготовит колокола «с приличными на них изображениями», первый в 300 пудов из собственной его меди, второй же перельет из разбитого колокола весом 100 пудов (ГАКО. Ф. 237. Оп. 107).
В 1806 г. по проекту Ф. М. Рослякова началось изготовление каменной ограды, которую закончили в 1808 г., уже после его кончины.
Что касается росписи храма, то сохранилась переписка живописца М. Г. Мамаева с епископом Амвросием, датируемая 1817 г., из которой мы узнаем, что объем работ по написанию икон оказался большим, чем это было оговорено