Pravoslavná církevní obec byla v Olomouci založena roku 1924 s biskupem Gorazdem v čele. V prvních letech se věřící scházeli na bohoslužbách v kapli Božího těla, umístěné v budově bývalého jezuitského konviktu. Rozhodnutí vybudovat vlastní chrám vedlo k uspořádání veřejné sbírky. Základní kámen byl položen v červnu roku 1937 a stavba byla dokončena roku 1939. Dne 29. května téhož roku byl chrám zasvěcen svatému Gorazdovi, podle kterého nese své jméno. Autor architektonického návrhu, duchovní Vsevolod Kolomacký, navrhol stavbu sloužící nejen liturgickému účelu, ale také pro spolkovou činnost církevní obce.

Druhá světová válka přinesla těžké zásahy. Na podzim roku 1942 byl chrám uzavřen v souvislosti s heydrichiádou a až do května 1945 sloužil jako skladiště. Po skončení války byl objekt v degradovaném stavu obnoven pod dohledem otce Kolomackého. V roce 1950 získal chrám status katedrálního chrámu, neboť Olomouc se stala sídlem eparchie. Mezi lety 1982 a 1987 proběhla generální oprava, během níž se změnila barevnost fasády – plechové střechy byly natřeny zelenou barvou, fasády kombinují světle cihlovou barvu s bílými lizénovými rámci. Byly opraveny i nástěnné ikonomalby. Po povodních v roce 1997 byly upraveny suterénní prostory.

Architektonicky je chrám řazený do byzantinizujícího stylu ruské provenience. Stojí na pozemku trojúhelníkového půdorysu v blízkosti mostu přes Moravu. Hlavním prvkem je šestiboká věž s jehlanovou střechou, završená cibulovou pozlacenou bání s křížem. Fasádu lemují kokošníky znázorňující plameny Ducha svatého. Nižší věž se zvonicí obsahuje tři zvony – jejich počet symbolizuje Trojjedinou Bohu, boční otvory vyjadřují dvojí přirozenost Ježíše Krista. Vchod zvýrazňuje půlkruhový záklenek s nikov obsahující obraz sv. Gorazda. Na fasádě je umístěna ikona Bohorodice Jeruzalémské.

Interiér disponuje křížovým půdorysem s monumentálním prostorem pod osmibokou věží. Ikonostas s pozlacenými dveřmi odděluje chrámovou loď od oltářního prostoru. Bohatá figurální a dekorativní výmalba pokrývá celý prostor. Ve stropní kupoli je zobrazena holubice jako symbol Ducha, v rozích pak ikony čtyř evangelistů. Šest sloupů v lodi jsou zdobeny ikonami světců. Horní pás výmalby zobrazuje výjevy ze života Krista a Bohorodice, střední a nižší pásy obsahují obrazy pravoslavných světců. Součástí vybavení jsou rozměrný panychidní stůl a měděná tepaná křtitelnice.

Chrám svatého Gorazda představuje fascinující příklad náboženské architektury dvacátého století a nabízí vhled do pravoslavné tradice a výtvarného umění v České republice.