Основание Покровской церкви г.Елабуги во второй половине XVI века предание связывает с именем царя ИоаннаIV Васильевича Грозного. В одном из них говорится, что царь Иоанн IVпосле покорения Казани отправился по р. Каме в Соликамск. Но из-за болезни вынужден был остановиться в устье р. Тоймы, на том месте, где стоит теперь Елабуга. По выздоровлении, желая ознаменовать место своего временного пребывания, Иоанн Васильевич приказал заложить тут церковь в честь Покрова Божией Матери.
Другое предание гласит, что Царь Иоанн Васильевич Грозный, узнав об основании нового русского селения Трехсвятского, послал в него икону Трех Святителей, которая была поставлена в первой церкви Покрова Пресвятой Богородицы, бывшей в то время единственной во всей Елабуге.Первым настоятелем этой церкви был священник походной церкви Государя Зотик, которому царь подарил икону Трех Святителей. Русское поселение оттого и получило название Трехсвятское. Икона Трех Святителей с надписью «От Царя Ивана IV Васильевича. XVI век» до начала XX века хранилась в Покровской церкви. Это была самая первая церковь, основанная в селе Трехсвятском.
В документах XVII столетия Покровская церковь называется «ружною», т.е. такою церковью, притч которой пользовался обязательным с прихожан хлебным сбором, называемым «ругою». Кроме обязательного сбора «руги» с прихожан, причт Покровской церкви пользовался еще 23 десятинами земли, как о том говорится в писцовой Казанской книге 1648 года, найденной в Главном Московском Архиве Министерства Юстиции летом 1900 года. Вот что говорится в этой книге 1648 года о земле, принадлежащей Покровской церкви: «Тогож Трехсвятского села церкви Покрова Пресвятыя Богородицы пашенныя земли за оврагом большим и за ключом прежнего отводу четыре длинника, шесть поперечников без трети, и того 23 десятины без трети в три поля, а в одно поле имеется семь десятин с полудесятиною и пол-пол трети, а в дву по томуж».
Вначале это была деревянная церковь. Рядом с ней был построен придел во имя Пророка Божия Илии. Священник Петр Кулыгинский, со слов своего отца, протоиерея Никиты Кулыгинского, служившего при этой деревянной церкви в течение 5 лет, оставил нам описание ее устройства. Деревянная эта церковь стояла по левую сторону нынешней. Она была огромная и высокая, с небольшими окнами в два ряда, обнесенными железными решетками. Наверху церкви было сделано девять глав, обитых белым железом. У входа в храм с запада до северных дверей было большое крыльцо с крышею на столбах. Внутри храма подле стен и даже посредине наделаны были лавки. На сборной книге, выданной для постройки церкви елабужским Духовным Правлением в 1776 г., имеется следующая надпись: «Сборная книга, выданная из Елабужского Духовного Правления Казанского уезда Зюрейской дороги Елабужского заказа дворцовой Елабужской волости села Елабуги Покровской церкви церковному старосте тогож села дворцовому крестьянину Алексею Васильеву сыну Рудознаеву для записи сборных доброхотных дателей прибыльных... в 1776 г».
С годами церковь с приделом ветшала и даже горела, и в 1813 году на пожертвования прихожан вместо обширной деревянной Покровской церкви начали строить каменную — третью по счету со времени основания Покровской церкви. В это время в Елабуге было широко развито кирпичное производство. Глины было достаточно, и кирпич был хорошего качества. Чтобы постройка была более качественной, строительство проводилось только летом. В 1820 году постройка каменной церкви во имя Покрова Пресвятой Богородицы с приделами Илии Пророка и Трех Святителей была окончена. В 1884 г. вместо звонницы была построена трехъярусная колокольня.
Церковь имеет высокую архитектурную и градостроительную ценность как доминанта и уникальное сооружение со сложными по пластике объемными формами, несущими в себе элементы ампира, позднего барокко и раннего классицизма. Пол каменный, плиточный, своды массивные, тяжеловесные. Царские врата расписывали два выдающихся академика — художника, которые были приглашены Стахеевым в 1862 году. Это Карл Гун и Василий Петрович Верещагин. В левом приделе церкви находилась старинная икона Трех Святителей, по преданию пожертвованная царем Иваном Грозным. Она была проверена и описана в 1913 году чиновником из Петербурга. Иконостас тянулся до самого купола. Огромные окна в решетках. Роскошный по богатству и отделке алтарь привлекал внимание посетителей. Особую достопримечательность храма составляли литые серебряные и позолоченные царские врата, пожертвованные сообща несколькими купеческими семьями. Прихожанами Покровской церкви были многие состоятельные елабужские купцы, поэтому убранство храма было еще роскошнее, чем в Спасском соборе.
Рядом с церковью на месте алтаря прежнего деревянного храма была построена каменная часовня Илии Пророка. Вокруг церкви находилось старое кладбище.
В штате Покровской церкви было обычно два священника. К началу XX века прихожанами Покровской церкви являлись 4 тысячи елабужан.
По декрету 1918 года об отделении Церкви от государства, за 1918-1919 гг. у Церкви были изъяты: все денежные капиталы, все земли, все здания, включая сюда и храмы, большинство свечных заводов, аренд, лабазов, складских помещений и т.д. Храмы и молитвенные дома декрет признал собственностью не общества верующих, а всего «народа» (?). Осенью 1918-го начали «работу» особые комиссии по ликвидации церквей. Закрытие монастыря было санкционировано на заседании Президиума Елабужского РИКа 17 сентября 1930 г. На нем же было утверждено постановление Елабужского горсовета от 17 мая 1929 г. о закрытии Троицкой кладбищенской церкви и Спасского собора. Президиумом ТатЦИКа 23 сентября 1930 г. было обращено внимание на слом монастырской, Троицкой церквей и колокольни собора без санкции ТатЦИКа. Однако это серьёзное нарушение было оставлено без последствий: закрытие и уничтожение Монастырской и Троицкой церквей было санкционировано, а со сносом всего собора РИКу было предложено воздержаться до предоставления исчерпывающего материала по ходатайству верующих . В июне 1936 г. религиозная община Никольской церкви г. Елабуги провела собрание, где было принято решение о слиянии с общиной Покровского прихода, а в июле данное постановление утверждено Казанским Епархиальным Управлением. Хотя желание прихожан и было выдано за добровольное, по некоторым данным закрытие церкви уже до этого оформлялось в Горсовете. Постановлением Президиума ТатЦИКа от 29 июля 1936 г. Никольский храм передавался Елабужскому полку НКВД .Совместное существование Покровского и Никольского приходов было недолгим. 16 апреля 1940 г. Президиум Верховного Совета РСФСР утвердил представление Президиума Верховного Совета ТАССР о закрытии Покровской церкви. Управление по делам искусств при СНК РСФСР предписало осторожное использование этого памятника архитектуры XIX в. с сохранением внешних оформлений фасадов (разрешалось лишь снятие главка с крестом).
На деле о сохранности и ремонте храмов власти не заботились; фактически храмы были превращены в складские помещения. Покровскую церковь занимала текстильная фабрика, где хранила 200 тонн ваты; в Спасском соборе еще в 30-х гг. был продовольственный склад Заготзерна. Впоследствии в некогда самый величественный собор Прикамья стали на автомашинах завозить доски и бревна, которые бросали прямо на плиточный пол. Иконостас был изрублен и продан на дрова. Некоторое время в соборе располагался склад автомобильных шин. После ликвидации складов церкви оказались попросту заброшенными, пришли в негодность.
Во время войны 1941-1945 гг., по причине резко обострившегося религиозного чувства, советская власть вынуждена была пойти на уступки. Верующим было вновь разрешено открывать молитвенные дома и храмы (в основном, в сельской местности). С 1944 г. по 1966 г. в разные организации было подано до 50 заявлений об открытии церкви в Елабуге. Причину такой активности верующего населения уполномоченный Совета по делам русской православной церкви по ТАССР И. Михалев видел в сильном влиянии «заштатного духовенства и особенно монахинь из местного монастыря… Лишенные паразитического существования в результате закрытия монастыря и церкви они все время организуют собрания верующих на частных квартирах и получают за это значительный доход…».
В 1947 г. уполномоченный СДРПЦ по ТАССР Ф. Горбачев признал наиболее доступной для открытия Никольскую церковь, использующуюся под продовольственный и хозяйственный склад МВД. Однако никаких мер со стороны властей по открытию церкви в Елабуге предпринято не было.
В сентябре 1955 г. на имя уполномоченного СДРПЦ поступило заявление гр-на р.п. Бондюга Клюкина В.Н., под которым подписались 100 елабужан. Из него видно, что наиболее активные верующие жители Елабуги собирались для богослужений в частном доме, который не мог вместить всех желающих. Решением Совета Министров ТАССР от 17 февраля 1956 г. на основании постановления Совета Министров СССР от 17 февраля 1955 г. это ходатайство было также отклонено. В 60-х годах по стране вновь началось массовое закрытие храмов.
Прошения об открытии прихода в Елабуге продолжали поступать и в последующие годы. Так весной 1966 г. под заявлением гр-н Тимофеевой С.Я., Григорьева Г.П. и др. поставили подписи 270 человек за открытие одного из храмов Елабуги. Тем не менее, уполномоченный СДРПЦ И. Михалев рекомендовал Совмину ТАССР отказать в ходатайстве по причине занятости всех церквей.
В 1989 году храм возвращен Православной Церкви и является действующим.
К празднованию 1000-летия города Елабуги, которое состоялось в августе 2007 год, были проведены большие восстановительные работы Покровского собора. Был произведен ремонт фасада, заменена кровля купола храма и шпиля колокольни. Также были изготовлены и установлены кресты под позолоту на куполе, колокольне и над входом в храм.
Основные работы по Покровскому собору, были выполнены к августу 2007 года. Был оштукатурен фасад собора, заменены кровля и все оконные рамы, заменена система отопления, изготовлена ограда для фасада собора. Приходской совет, по возможности, оказывал помощь в восстановительных работах.
Однако из-за нехватки денежных средств некоторые работы, ранее включенные в запланированный перечень, не были выполнены. По прежнему приход Покровского собора остро нуждается в строительстве хозблоков, пристроя к воскресной школе и благоустройстве территории. Хотелось бы открыть существующие подземные ходы, но все упирается в отсутствие финансирования. По расчетам УСГ Елабуги для завершения всего объема запланированных работ на данное время необходимо 10 млн. рублей.