W czasie I wojny światowej większość prawosławnych mieszkańców Płocka udała się na bieżeństwo. W opuszczonej cerkwi od 1916 zaczęto odprawiać rzymskokatolickie nabożeństwa dla żołnierzy niemieckich. Oficjalne przejęcie cerkwi przez Kościół Rzymskokatolicki nastąpiło już po zakończeniu wojny i odzyskaniu przez Polskę niepodległości; w marcu 1919 w świątyni urządzono kościół garnizonowyBudowla jednak nie zachowała się do naszych czasów; została rozebrana w latach 1928–1929.. Parafia prawosławna nie zaprzestała jednak działalności. Nową cerkiew otwarto w budynku dawnego klasztoru dominikańskiego (przy ulicy Tadeusza Kościuszki 18), w którym w czasach carskich mieściła się ochronka dla dzieci. Znaczna część uposażenia nowej świątyni pochodziła z dawnej cerkwi. W latach 30. XX w. świątynię parafialną gruntownie odremontowano, przebudowano i wyposażono w ikonostas (do którego ikony napisał mieszkający w Płocku artysta malarz rosyjskiego pochodzenia Aleksy Kiriuszyn).
W latach 1997–1998 odrestaurowano wnętrze, a w 2007–2010 – elewację kaplicy cmentarnej. W 2011 rozpoczęto kolejny remont cerkwi parafialnej.
W 2013 parafia liczyła 35 rodzin. Nabożeństwa odprawiane są według nowego styluBieżący harmonogram nabożeństw na stronie parafii.