В 1826 году в Успенском монастыре был заложен еще один каменный храм с колокольней в честь иконы Божией Матери «Живоносный источник». На постройку этого храма одесский купец Владимир Мокиевич Харламов с супругой своей Дарьей пожертвовали 100 000 рублей, за что Святейший Синод объявил им свою благодарность. Храм был освящен 7 июня 1834 г. преосвященным Димитрием (Сулимой), архиепископом Кишиневским и Хотинским. Интересно, что престол был освящен сразу в честь трех праздников: иконы Божией Матери «Живоносный Источник», святого равноапостольного князя Владимира и святой мученицы Дарьи, – небесных покровителей этой супружеской четы.

Как уже было сказано выше этот храм после 1936 года был переосвящен в Успенский. Более чем через пол века, а точнее в 1998 году митрополит Агафангел освятил место для строительства собора в честь иконы Божией Матери «Живоносный Источник». Более десяти лет велось строительство величественного и вместительного собора. Соборный храм был построен в два этажа, т.е. нижний этаж (храм) имел один престол и был освящен в 2009 году предстоятель УПЦ МП Блаженнейший митрополитом Владимиром в честь угодника Божия земли Одесской преподобного Кукши, а верхний этаж (храм) имел три престола. Освящение центрального престола в честь иконы Божией Матери «Живоносный Источник» было совершено в 2010 году также Блаженнейшим митрополитом Владимиром, а два боковых престола (в честь вмч. Георгия Победоносца и мч. Агафангела) были освящены в 2011 году правящим архиереем Одесской епархии митрополитом Агафангелом.