Сионский собор является одним из главных православных храмов Тбилиси и всей Грузии. До строительства монументального храма Цминда Самеба в Тбилиси он был кафедральных собором Тбилиси. Главным собором Грузинской Православной Церкви остается Свети Цховели в Мцхете. Сионский собор расположен в центре Старого города Тбилиси около набережной реки Куры.
Сионский собор был основан одним из первых, после переноса столицы в Тбилиси. Его строительство в 6 веке начал Гурам I, наследник царя Вахтанга I Горгасала. Вокруг Сионского собора начали обустраиваться и развиваться жилые кварталы Старого Города Тбилиси. На протяжении нескольких столетий Тбилиси не раз переживал нашествия врагов. Из-за этого два главных храма Тбилиси часто разрушались. Однако, если Храм Метехи (основанный в 5 веке) сохранился до наших дней без изменений с 13 века, то Сионский собор пережил гораздо большее количество разрушений.
Первый Сионский собор, основанный в 6 веке, был полностью разрушен арабами. Его построил заново в 1112 году грузинский царь Давид Строитель. Гробницу Царя Давида можно увидеть в Гелатском монастыре в Кутаиси. В 1226 году Сионский собор был частично разрушен во время нашествия хорезмийского шаха Джелал-ад Дином Мангуберди, потом нашествие повторилось в 1236 году.
В 1522 году Сионский собор пострадал во время нашествия персидского шаха Исмаила I, в 1668 году в Тбилиси произошло сильное землетрясение. В 1795 году Тбилиси пережил самое разрушительное нашествие иранского хана Ага-Мухамед-хана. Во время всех этих нашествий и землетрясения конструкции Сионского собора частично разрушались.
Восстановление собора было проведено в 1817 году, когда Грузия по Георгиевскому трактату уже находилась в составе Российской Империи. В 1812 году на возвышении рядом с собором построена колокольня в классическом русском архитектурном стиле, не типичном для грузинских церквей. В 1980 году грузинские власти произвели реконструкцию собора, в результате которой восстановили облик древнего собора Тбилиси.
На протяжении нескольких столетий Сионский собор оставался кафедральным собором Тбилиси. Его алтарь освящен в честь Успенья Богородицы. В Сионском соборе хранится главная святыня Грузинской Православной церкви: Крест Святой Нины.
Святая Нина родилась в 280 году в Каппадокии (ныне Турция). Ее отец Завулон был родственником великомученика Георгия, а мать Сусанна была сестрой иерусалимского патриарха Ювеналия. С 12 лет Нина находилась в Иерусалиме, где приняла христианство. Там она узнала, что Хитон Господа находится в Иберии, тогда еще языческой стране.
Однажды во сне Нине явилась Богородица.
Она вручила ей крест из виноградной лозы и сказала идти в Иберию. Проснувшись, девушка увидела у себя в руках крест. Патриарх Ювеналий благословил ее на апостольское служение, и Нина отправилась в Иберию.
Придя в Мцхету в 319 году Нина сначала жила в доме царского садовника. Нина смогла исцелить от бесплодия его жену, и та первой приняла христианство. Во время жизни в доме садовника ей было ведение, что около кедра в царском саду находится Хитон Христа. Нина излечила от болезни и царицу Нану, которая также приняла христианство. К девушке стали приходить многие люди за помощью. Царь Мириан III оставался язычником и хотел убить Нину, но однажды во время охоты он попал в сильную грозу и ослеп от вспышки молнии. Нина смогла излечить его от слепоты, и тогда царь Мириан тоже решил креститься.
В 326 году царь Мириан обратился к римскому императору Константину и царице Елене с просьбой прислать из Константинополя епископа, чтобы он крестил грузин в водах Куры. Христианство было объявлено государственной религией Грузии. Она стала второй страной после Армении, принявшей христианство на государственном уровне. В самой Римской империи это произошло только в 380 году.