У 1743 році біля кафедрального Софійського собору був закладений теплий храм Антонія та Феодосія – печорских чудотворців. Спочатку храм мав двухчастную структуру: приміщення з апсидою і трапезна. У 1850 році храм розширили і він отримав форму латинського хреста з поперечним нефом.

У 1867 році на кошти тобольського купця до храму було прибудовано північний боковий вівтар, і він був перейменований в Покровський. Архітектура храму незвичайна, він не має домінуючого обсягу, центральна голова дуже трохи підноситься над дахом і апсиду вінчає маленька главку.

Інтер'єр собору, незважаючи на невелику висоту храму, виглядає просторішим. Два склепінних залу – поздовжній зал трапезної і зал поперечного приміщення - взаємопов'язані широкою аркою. Декоративне оздоблення храму повністю збереглося, що робить Покровський собор унікальним тобольським пам'ятником. Незвичайність цього храму ще й у тому, що, наприклад, барокове вирішення головного фасаду добре поєднується з поверхнями інших стін, виконаних в давньоруському стилі.

Соборна дзвіниця була побудована в кінці 18 століття замість розібраної шатрової дзвіниці. Проект дзвіниці був складений у 1785 році, але будівництво почалося лише в 1791 році, однак, недобудована дзвіниця в липні 1792 року раптово розвалилася. Після катастрофи проект був відкоректований і фундамент заклали далі від обриву, після чого до 1797 році будівництво дзвіниці успішно завершилося.

Товщина стін дзвіниці приблизно дорівнює двом метрам. У приміщенні дзвіниці два по висоті склепінних стелі. Гвинтові цегляна сходи ведуть на перший ярус дзвону, а далі по дерев'яних сходах можна потрапити на майданчик другого ярусу. Всього на двох ярусах розміщено до 15 дзвонів.