Двухэтажное кирпичное оштукатуренное здание имеет традиционную трехчастную схему (храм с апсидой - трапезная - колокольня).
Храм построен вместо старой деревянной «Христокрещенской» церкви (упоминалась в 1633 году, на ее месте в середине XIX века была воздвигнута часовня Иверской иконы Божией Матери).
В Богоявленской церкви 6 августа 1804 года в праздник Преображения Господня было провозглашено образование Томской губернии.
Каждый год 6 января из храма в честь престольного праздника устраивался крестный ход на реку Томь для совершения обряда Великого водоосвящения.
В 1892 году при храме открылось церковно-приходское попечительство, в 1898 году - церковно-приходская школа, в которой обучалось 87 человек.
В церковной библиотеке имелось до 400 книг.
Прихожан обоего пола 128 чел. (в 1910 году).
На церковной земле находились каменные двухэтажные лавки, сдававшиеся в наем. На эти средства содержался храм и причт.
В 1920 году храм был национализирован и передан по договору в пользование приходской общине.
В 1922 году во время конфискации церковного имущества в помощь голодающим были обвинены в сокрытии ценностей и арестованы священник Константин Лебедев и староста П.Нестеров. После захвата обновленцами в 1922 году церковной власти в Томске храм в течение трех лет находился под их управлением.
15 октября 1925 года община храма приняла решение вернуться в каноническую церковь под начало архиепископа Дмитрия Беликова.
С 1928 года Богоявленский приход находился в юрисдикции Временного Высшего Церковного Совета (ВВЦС), сторонники которого по имени инициатора екатеринбургского епископа Григория (Яцковского) в народе назывались «григорианцами».
В 1929 году власти предъявили прихожанам непомерные требования - провести срочный ремонт храма, а 4 ноября 1929 года, несмотря на то, что община насчитывала 215 человек, постановлением Сибирского Крайисполкома Богоявленский храм был закрыт. В здании разместили курсы "Сибжелдорстроя".
В годы Великой Отечественной войны здание закрытого храма передали эвакуированному заводу "Красный богатырь", преобразованному позже в Томский завод резиновой обуви.
В 1996 году полуразрушенное здание Богоявленского храма было возвращено Русской Православной Церкви.
В настоящее время храм отреставрирован и заново освящен. В храме совершаются ежедневные богослужения. Является кафедральным собором Томской епархии.