8 августа 1825 года собор сгорел.
Уже к зиме 1827 года году по проекту В. П. Стасова храм был восстановлен. 5 августа 1829 года состоялось новое освящение собора, главный алтарь которого был освящён в честь праздника Преображения Господня. На одной из башен собора в 1854 году установлены куранты, привезённые в Санкт-Петербург из Англии.
За создание этого храма архитектору императором был подарен бриллиантовый перстень и 1325 рублей, сэкономленных зодчим на сооружении ограды из стволов пушек.

Вокруг собора по проекту В. П. Стасова разбит сквер. Он окружён оградой, состоящей из дул 102 трофейных пушек. Эти пушки были взяты в плен в сражениях при Измаиле, Варне, Тульче и Силистрии в 1828–1829 годах. Таким образом ограда стала памятником героям русско-турецкой войны 1828 года.