В 1854 году во время крестного хода, сопровождающего Иверскую икону Божьей Матери, храм вновь загорелся. Заметили это, когда процессия находилась уже за городом. Именно в этом пожаре была уничтожена крыша собора, пострадала колокольня. Специально отлитый большой колокол для новой звонницы упал и разбился, колокола меньшего размера расплавились. В огне погибли росписи и иконостас. Впрочем, некоторые иконы все-таки удалось спасти, в том числе икону Параскевы-Пятницы XVI века — первую храмовую икону, хранившуюся еще в старом деревянном храме, — Николая Чудотворца из утраченного Никольского храма, Святую Троицу XVII века. Были спасены царские врата, в 1654 году привезенные из Богоявленской Кутеинской обители первыми насельниками
Иверского монастыря и переданные в дар собору.