Собор Михаила Архангела в курортном городе Сочи построили в честь окончания Кавказской войны (мирное соглашение было подписано в 1864 году). Указ о строительстве храма издал Великий князь Михаил Николаевич, а не менее важную роль в организации строительства сыграл начальник Черноморского военного округа генерал Д. Пиленко.
Местом для строительства новой святыни выбрали территорию бывшего Навагинского укрепления. Московский архитектор А. Каминский разработал проект здания, который согласился воплотить в жизнь статский советник А. Верещагин. Храм заложили весной 1874 года.
Несмотря на то, что строительство здания щедро финансировали меценаты Н. Мамонтов, Ф. Сумароков-Эльстон и другие, работы затянулись до 1890 года. Достроенный храм в форме четырехконечного креста длиной в 25,6 м, шириной более 17 м и высотой в 34 м освятили в сентябре 1891 года.
Представители советской власти закрыли собор в 1937 году, вывезли из него всю церковную утварь, а постройку отдали под склад. В 1944 году храм вернули верующим, но уже без вывезенного ранее имущества.
Во второй половине прошлого века собор Михаила Архангела несколько раз перестраивали, из-за чего его первоначальный облик был потерян. Но это не помешало объявить святыню памятником культовой архитектуры в 1981 году.
В 1993-1994 годах храм пережил еще одну реставрацию, которой руководил сочинский архитектор Ф. Афуксениди. Благодаря ему постройке вернули первоначальный архитектурный облик.