В 40-60 годах XX века в Салавате не было ни одного храма. Верующие ездили молиться в Ишимбай. Позже в поселке Мусино был построен молельный дом. Строительство нового храма в Салавате началось в 1990 году. 19 августа 1994 г. епископ Уфимский и Стерлитамакский Никон заложил и освятил первый камень в основание будущего храма.

Предприятие «Ишимбайжилстрой» произвело закладку фундамента храма. Генеральным заказчиком строительства стал ОАО «Салаватнефтеоргсинтез». Управление капитального строительства ОАО «Салаватнефтеоргсинтез» под руководством В.П. Мишенева берет в подрядчики СПК «Жилпромстрой», директором которого был и является В.В.Петраковский. Землеотвод — гл. архитектор Николай Павлович Зыкин.

Большую помощь в строительстве оказывали Корнеев Валерий, В.П. Мишенев, В.В. Петраковский, Ф.В. Золотарев, Н.И. Сигаков — руководители Салаватских организаций, Рожков П.М. — ОАО «Башэлектромонтаж», Г.Ф. Паршиков — «Салаватский водоканал» и др. Колокола приобрела и подарила церкви фирма Петраковского В.В. (СПК «Жилпромстрой»).

Открытие храма состоялось 29 ноября 2002 г.

Иконы для иконостаса написал художник Андрей Чемакин. В храме установлен престол в честь святого благоверного князя Димитрия Донского.

Для храма построены два симметричных здания. В них размещены трапезная, гостиница, библиотека православной и церковной литературы, воскресная школа. В воскресной школе детей учат Закону Божьему, вышиванию, церковному пению. Также в здании воскресной школы обустроен актовый зал, в котором проходят епархиальные собрания, концерты, секции настольного тенниса и самбо.

На территории храма построена часовня.

В храме поет церковный хор под руководством регента Виталия Швецова.

В 2011 году в храме при поддержке ОАО «Газпром нефтехим Салават» проведена реконструкция, сделан ремонт внутри административного здания.

В 2012 году была образована Салаватская епархия, и храм приобретает статус кафедрального собора. Главой новообразованной епархии назначен епископ Николай (Субботин). 6 апреля 2012 года состоялась торжественная встреча Владыки в храме в честь святого благоверного великого князя Димитрия Донского.

В 2013 году Указом Святейшего Патриарха Московского и всея Руси Кирилла храм получил официальный статус собора и стал именоваться Успенским кафедральным собором города Салавата.

Сейчас в храме производится ремонт, открыт нижний храм, освященный в честь святого благоверного великого князя Димитрия Донского