Сведения о Борисоглебской церкви сохранились в документах XVII века. В 1619 году все православные церкви Могилева были закрыты, но уже в 1634 году часть храмов была возвращена. В акте передачи значится, что в те годы уже существовал древний православный Борисоглебский монастырь с находящейся на его территории Борисоглебской церковью.
В 1637 году Борисоглебский монастырь стал резиденцией Могилевского епископа Сильвестра I Косова. Епископ основал в монастыре собор и типографию, богадельню, школу и госпиталь. В начале XVIII столетия деревянный монастырь сгорел.
Борисоглебская церковь XVII века первоначально строилась как кирпичный жилой дом, который в середине XIX в. переоборудовали под церковь. Стены церкви были расписаны чудесными фресками в белорусском народном стиле, однако, позднейшие ремонты и реконструкции здания, к сожалению, полностью уничтожили их.
В 1869 году рядом с маленьким и тесной Борисоглебской церковью построен большой новый храм, который также назвали Свято-Борисо-Глебская церковь.
С приходом большевиков оба храма были закрыты. Открыли их только во время немецко-фашистской оккупации. С 1941 года церковь не закрывалась. Практически до эпохи перестройки она была единственной из действующих в Могилеве.
В 1986 году Борисо-Глебскую церковь переименовали в Свято-Крестовоздвиженский собор.