Покровский собор в советское время и сегодня
В 1948 году, после своего возрождения, Покровская церковь стала кафедральным собором. На церковном дворе были восстановлены два дома, в одном из них устроили архиерейскую резиденцию. Сам храм нуждался в капитальном ремонте.
Новая реставрация последовала в 1961—1962 годах. В конце 1970-х годов по соседству с храмом началось строительство нового здания для академического театра драмы. Под застройку были снесены резиденция и канцелярия архиерея, угроза нависла и над домом притча. Обсуждалась возможность сноса самого Покровского собора, однако храм удалось отстоять.
6 мая 1982 года в Покровском соборе торжественно праздновалось 300-летие Воронежской епархии. Новый этап в жизни храма начался с перестройкой. На церковной территории выросли крестильный храм во имя Иоанна Предтечи, воскресная школа, ризница, просфорня; рядом — здание епархиального управления. 17 сентября 1989 года в Покровский собор были торжественно перенесены мощи святителя Митрофана Воронежского, которые благочестивыми верующими в 1964 году были тайно переданы епископу Воронежскому Владимиру (Котлярову) и пребывали в архиерейских покоях.
14—15 ноября 1998 года состоялся первый в истории Воронежской епархии визит Предстоятеля Русской Церкви. Патриарх Алексий II совершил молебен у мощей святителя Митрофана Воронежского, всенощное бдение и Божественную литургию в Покровском соборе.