О восстановлении собора впервые стали говорить еще в 1989 году, после восстановления самостоятельности Ижевской и Удмуртской Епархии, ликвидированной в 1961 году.

7 ноября 1990 года, впервые после 1931 года, на Михайловскую площадь (Красную горку) пришли официальные представители Русской Православной Церкви с иконами и крестом. Возле фонтана, на месте одного из алтарей собора, отслужен молебен в память ижевцев, павших жертвой тоталитарного режима, и в память уничтоженных святынь православия.

С 19 сентября по 3 октября 2003 года, с целью точного определения конфигурации и состояния фундамента Свято-Михайловского Собора, впервые проведены широкомасштабные исследования с использованием техники. Вскрыта половина периметра фундамента, скрытого двухметровым слоем грунта с включениями строительного мусора, деталей лепнины, фрагментов захоронений древнейшего кладбища.

Строительство здания собора продолжалось с 2004 по 2007 год.