Ансамбль вірменської церкви розташований на території історичного Львова, в тій його частині, де селилися вірмени. Собор є архітектурним центром комплексу, навколо якого групуються інші споруди, утворюючи три невеликі замкнуті дворики. Будівництво собору почалося в 1363 р. Один з найдревніших пам'ятників Львова, побудований архітектором Дорингом (Доре, Дорко) на засоби вірменських купців Якова з Кафы (Феодосії) і Паноса з Гайцараца. Багато дослідників припускають, що в будівництві брали участь вірменські майстри, оскільки пам'ятник має багато загальних рис з собором в Ані. За радянських часів Вірменський собор у зв'язку з ліквідацією Львівського армяно-католицького архієпископства був закритий. У соборі спочатку було влаштовано сховище Львівської картинної галереї, а з 1953 року - сховище львівського музею імені В. І. Ленина. У січні 2000 року храм переділи вірянам, але не Армяно-католицькій, а Вірменській апостольській церкві, оскільки у Львові практично не залишилося вірмен-католиків. 6 січня 2001 року відбулося перше після тривалої перерви богослужіння у Вірменському соборі.