Первая церковь Михаила Архангела была возведена в 1399 году. В те века здесь находилось укрепление «Городец». К XVI веку размещался Старый Торг, к которому сходились центральные улицы города. Когда-то храм располагался на холме, но сейчас он практически незаметен. В 1429 году церковь стала соборной, обустраивать ее стали к концу XVIII века.
Каменная церковь, которая функционирует сейчас, возведена во второй половине XVII века. В «Истории княжества Псковского» было указано, что с 1439 года храм стал собором, перестроен в 1694 году, в 1696 году был освящен.
Вокруг церкви были построены корпуса, где в XIX веке была богадельня, а в начале ХХ века — квартиры причта. Одна квартира была передана братству Кирилла и Мефодия для продажи религиозной литературы.
В 1808 году церковь хотели снести, так как она совершенно обветшала, но Святейший Синод запретил это делать. К началу ХХ века церковь оставалась епархиальной, но была передана Енисейскому полку для проведения богослужений и полковых треб.
На то время было два престола: главный престол во имя Святого Архистратига Михаила, и второй престол, правый придел которого в честь Положения Пояса Пресвятой Богородицы. Левый придел — в честь Успения Пресвятой Богородицы — обветшал и был закрыт, здесь размещалась церковная лавка.
В 1920 году исполнительным комитетом Пскова церковь была передана религиозному обществу. Советской властью был закрыт Троицкий собор, в результате чего церковь Михаила Архангела снова стала собором для верующих.
В 1936 году храм был закрыт. Здесь разместились аэроклубный штаб и учебные парашютные классы.
В годы Великой Отечественной войны храм функционировал. В 1948 году по проекту Ю.П. Спегальского церковь была отреставрирована, но позже вновь закрыта. После этого церковь забросили, использовали лишь как склад. Долгое время здесь не проходили ремонтные работы.
Первая служба после длительного перерыва в церкви Михаила Архангела состоялась 26 июля 1995 года. Сегодня здесь работает благотворительная столовая для беспризорных детей. Помимо этого есть воскресная школа и церковный хор.