При обустройстве Новоархангельска (ныне Ситка, США) Главный правитель русских поселений в Северной Америке А. А. Баранов предполагал создать здесь альтернативу Кадьякской православной миссии. Он просил, чтобы для выстроенной часовни была доставлена самая лучшая церковная утварь. Тогда же он просил для новой миссии священника. В 1813 году практически вся утварь, предназначенная для Новоархангельской часовни, была утрачена при крушении российского судна «Нева» у берега острова Баранова. Некоторые предметы были спасены; среди них была икона Архангела Михаила в серебряном окладе.
Три года спустя, в 1816 году, в Новоархангельск прибыл первый священник — отец Александр Соколов.
В 1834 году Русско-американская компания построила взамен старой обветшавшей часовни новую, освящённую также во имя святого Михаила Архангела.
Постройка нового храма совпала с прибытием в Новоархангельск нового священника, отца Иоанна Вениаминова (будущий митрополит Московский и Коломенский. В октябре 1977 года был прославлен в лике святых Русской Православной Церковью и Православной Церковью в Америке в лике святителей как апостол Сибири и Америки. В 1994 году был прославлен в лике святых Русской Православной Церковью Загранице)..
В 1840 году, с возведением отца Иоанна, принявшего монашеский постриг с именем Иннокентий, во епископа Камчатского, Курильского и Алеутских островов, Новоархангельск стал одним из епархиальных центров.
В первый же год епископства Иннокентия, он начал проектировать в Новоархангельске собор для новой епархии. Три года спустя, в 1844 году состоялась закладка храма.
20 ноября 1848 году собор Святого Михаила Архангела был освящён.
Он был построен на средства, предоставленные Русско-американской компанией. Колокола были отлиты на местных литейных заводах, а епископ Иннокентий вручную собрал часы, которые были помещены в колокольню.
С самого начала своего существования собор Святого Михаила стал культурным центром, распространившим своё влияние до реки Юкон и острова Атка на Алеутских островах. В 1841 году при соборе была учреждена Духовная семинария, прежде всего для будущих священнослужителей из местных жителей. Многие из выпускников впоследствии также поступили на работу в Русско-американскую компанию. Тогда же была основана начальная и средняя школа с приютом. Школа была закрыта только в 1906 году, а Семинария, с переводом архиепископа Иннокентия в Благовещенск, в 1858 году была также перенесена туда. Школы были размещены в здании, которое теперь известно как Дом Епископа, или Российский Приют.
После продажи Аляски Соединённым Штатам в 1867 году, в Ситку прибыли американские войска, которые разграбили Собор Архангела Михаила, а также лавки и частные дома. После переноса в 1872 году центра Алеутской епархии в Сан-Франциско, собор пришёл в запустение, вся оставшаяся ценная утварь была перевезена в епархиальный центр. Только в 1903 году храм стал кафедральным для Алеутского викария.
При соборе были открыты Общество трезвости (в 1896 году) и братство (в 1903 году), которое поддерживало храм в вопросах пожертвований, ремонта и реставрации. Пожертвования собору передавали Императорское миссионерское общество, Российско-американская компания, частные лица (князь В. П. Кочубей, графиня А. А. Орлова). Спасшиеся при кораблекрушениях в благодарность дарили утварь и иконы.
Здание храма в 1962 году внесено в Национальный реестр исторических мест США и входит в список национальных исторических памятников Аляски.
Пожар в ночь на 2 января 1966 года, разрушивший практически всю центральную часть Ситки, уничтожил и собор. Жители города и прихожане успели спасти почти всю утварь собора, включая Царские врата иконостаса и паникадила. Из самого ценного были утрачены колокола, обработанные вручную в Ситке; большая икона «Тайная Вечеря», и часы в колокольне.
На момент пожара храм являлся старейшим церковным зданием, построенным в «российский период» на Аляске.
Почти сразу правительство штата и местная власть начали кампанию, нацеленную на восстановление собора. При восстановлении собора, ведшемся под руководством архитектора Сергея Падюкова, использовались фото, сделанные в 1961 году.
Новое освящение собора состоялось в 1976 году, на нём присутствовал А. И. Солженицын.
Собор Святого Михаила Архангела рассматривается жителями и гостями как уникальный представитель российского присутствия на Аляске.
Собор является кафедральным храмом епархии Ситки, Анкориджа и Аляски Православной Церкви в Америке.