Илья Остроухов вошел в историю русского искусства как мастер лирического пейзажа. Художник создавал картины, черпая вдохновение в неброской природе Подмосковья. Большую часть из них приобретал П.М. Третьяков. К городскому пейзажу Остроухов обращался не часто, главным образом во время заграничных поездок. В 1887 году он в компании с Валентином Серовым и братьями Михаилом и Юрием Мамонтовыми посетил Италию и Францию. Друзей манила прекрасная Венеция с удивительной архитектурой, изящно раскинутой на воде среди многочисленных каналов. Здесь впервые объектами изображения для молодого художника становятся культурные памятники европейского зодчества. Остроухов сделал несколько прекрасных этюдов площади Святого Марка со знаменитым собором, используя нежную серовато-жемчужную гамму. Вернувшись в Россию, художник написал интересные воспоминания об этом путешествии, характеризующие его как человека внимательного, остроумного и, безусловно, обладающего литературным даром.

«Собор ночью» создавался чуть позже, когда живописец ставил перед собой задачи, связанные с декоративизмом. В этот период Остроухов пишет много вечерних пейзажей в широкой, свободной манере, чуждой тщательной проработке деталей. Он начинает пользоваться открытым цветом, применяет контрастные сочетания, основанные на противопоставлении дополнительных цветов, что во многих случаях позволяло усилить эмоциональное содержание произведения, как в данном этюде.

Остроухов изображает храм в ракурсе с близкого расстояния, фрагментируя композицию. Срезанная верхняя часть колокольни, из-за которой виднеется только небольшая часть купола и примыкающие к ней городские постройки, написана в эскизной манере, что не позволяет определить, какой конкретно памятник запечатлела кисть живописца. В арсенале Остроухова оказалась нетипичная для него палитра темных густых синих цветов. На некоторых участках холста пейзажист оставляет открытые мазки желто-оранжевого цвета, которые соотносятся со светом в окнах и напоминают о присутствии человека в пространстве этого ночного и безлюдного города.