Собор Покрова Пресвятой Богородицы является визитной карточной города. Он был построен на месте основания города до 1821 года «тщанием горожан», в русско- византийском стиле. До 1854 года в соборе было 6 алтарей, по 3 на каждом этаже. Через 12 лет после постройки храма, в верхнем этаже обрушился потолок, так что с 1833 года по 1854 год в нем нельзя было отправлять никаких богослужений. В 1854 году вся его средняя часть обрушилась до основания.
В 1858 году церковь была перестроена и значительно расширена с помощью приделов: с правой стороны помещения для ризницы и библиотеки, с левой – сторожка.
Колокольня оставалась неисправленной и тоже требовала перестройки. В статье А. Дмитриева за 1887 год по этому поводу мы читаем: «…надо думать, что строители спешили работой: колокольня собора заметно покосилась и угрожает падением, на что не мешало бы обратить внимание кому следует…». В 1890 году колокольня была перестроена.
По все видимости это была последняя серьезная реконструкция храма. Вид, который он принял после 1890 года, в основных своих чертах дошел до нашего времени.
Таким образом, можно заметить, что строительство собора осуществлялось в течение почти столетия, но нынешний свой вид он получил во 2 половине Х1Х века.
Двухэтажное здание собора состоит из вытянутых по одной оси колокольни, трапезной, храмового четверика и апсиды. Композиции объемов свойственна протяженность, с уподоблением «кораблю». Завершение как храма, так и колокольни выполнено в виде традиционного пятиглавия.
Ярко выраженным декоративным элементом являются оконные наличники, одинаковые у всех проемов. Верхняя часть наличника выполнена в виде сандрика, завершенного разорванным фронтоном, в центре которого помещен декоративный шар /яблоко/. Детали оконных проемов такого вида можно встретить в древнерусском зодчестве, например, на южном фасаде каталикона Иосифо-Волокаламского монастыря, в наличниках церкви Ивана Воина в Москве.
Колокольня, как и весь храмовый комплекс, выполнена в духе Древнерусского зодчества.
Собор был закрыт для прихожан в 1932 году, а в 1933 году были сняты кресты и колокола. Главный колокол весил 93 пуда (1488 килограммов)
Возвращен верующим в 1990 году. Главный храм освящен 12 октября 1990 году.
В настоящее время–действующий храм Екатеринбургской и Верхотурской епархии.
Является памятником архитектуры первой половины XIX века.

1 августа 2018 года в 350-летний юбилей Камышлова подвели итоги акции «Малиновый звон». Со звонницы собора во имя Покрова Пресвятой Богородицы раздались колокольные переливы 11 новых колоколов, изготовленных на пожертвования горожан.
За два года удалось собрать 3 млн. 114 тысяч рублей. На эти деньги приобретено 11 колоколов, самый большой – Благовест – весом 1,5 тонны. У всех колоколов имена начинаются с нот: Фантазия, Соловей, Фаворит, Доминанта, Соль земли. Самый первый колокол – Симфония. Имена всех участников акции, пожелавших назвать своё имя, занесли в Почётный свод данных о колоколах, который будет храниться в соборе.

Рядом с Покровским собором на исторической горке, откуда начинался город Камышлов, 8 августа 1998 года, в день 330-летия города, состоялось открытие и освящение памятника основателю Камышлова Семёну Будакову.