Пятиглавый, каменный собор появился в центре Сердобска в начале XX века. Главный престол во имя Архистратига Михаила был освящён епископом Саратовским и Царицынским Гермогеном 2 апреля 1905 года. Правый престол – во имя Казанской иконы Божией Матери освящался 4 октября 1905 года, а левый – в честь святителя и чудотворца Николая – 18 сентября 1908 года.Строился собор 10 лет, с 1895 по 1905 годы, по проекту саратовского архитектора А.М. Салько.

Интерьер храма росписями и орнаментами был сделан в 1909 году московскими художниками школы П.П. Пашкова.

Две западные башни были предназначены для колоколов. Самый большой колокол - в 516 пудов – был подарен собору купцом П.Н. Муруговым. Собор может вместить до 3 тысяч человек.
В 1937 году собор закрыли. От разрушения храм спасло то, что в нём разместили военный склад. По просьбе прихожан в конце Великой Отечественной войны собор разрешили открыть. В 1946 году он вновь был освящён. В соборе проведены восстановительно-реставрационные работы. В 1993 году были установлены новые колокола. При соборе действует воскресная школа.

Архангел Михаил, Архистратиг Михаил , Михаэль — «Кто как Бог?»; греч. — ангел, упоминаемый по имени в ряде библейских книг. В христианстве Михаил — главный архангел, являющийся одним из самых почитаемых библейских персонажей.

Празднование — 19 (6) сентября, 21 (8) ноября.

Выражение «Архангел Михаил» состоит из пяти слов: «арх ангел ми ка эл», где «ангел», греческий перевод ивр. «малах», то есть «посланник», а с добавлением «арх» означает «старший посланник».

«Ми ка эл» буквально означает вопросительное «Кто как Бог?» в значении «никто не равен Богу».

Однако допустим и вариант «который как эл». «Эл», или «Эль» (см. Элохим), в русских переводах традиционно означает «Бог», тем не менее, это слово вовсе не однозначно и его значение исторически претерпело много изменений. Тем самым, выражение «Архангел Михаил» может означать: «Старший посланник, наделённый полномочиями Эля», или «Старший полномочный посланник Эля». В контексте Ветхого Завета Михаил — старший посланник Всевышнего, и защитник народа Израиля.