Первый храм в честь архистратига Михаила был деревянным и принесен по тогдашней традиции казаками-переселенцами при основании станицы Михайловской в 1784 году. Он простоял в центре станице до 1915 года, когда случился пожар и храм сгорел дотла. Причина пожара так и не была выяснена. К тому времени, в 1905 году, на центральной площади села был построен большой каменный Никольский собор с тремя приделами, и вся духовная жизнь сосредоточилась в новом храме. В годы безбожных гонений на Церковь, Никольский собор постигла участь множества уничтоженных святынь: в 1937 году он был взорван, а на его месте и из его камней была построена школа.
В 1942 году, во время немецкой оккупации Михайловского, православные жители села приобрели частный дом по улице Октябрьской и перестроили его в небольшую церковь, которая была освящена в честь Архистратига Михаила. В 1985 году трудами протоиерея Петра Маркелова (ум. в 1992) на месте маленького и ветхого уже Михайловского храма был построен новый в честь Всех святых в земле Русской просиявших.
9 июня 2002 года митрополит Ставропольский и Владикавказский Гедеон (Докукин, ум.2003) совершил Чин основания нового Михайловского собора в новой части города Михайловска. Первая литургия в храме совершилась 21 ноября 2011 года, а регулярные богослужения и приходская жизнь начались с Пасхи 2012 года. В 2017 году собор был расписан, а 21 ноября 2018 года митрополитом Ставропольским и Невинномысским Кириллом был совершен Чин Великого освящения храма.