Surgió en la década de 1840 en Europa Occidental y alcanzó su máximo desarrollo en el último cuarto del siglo XIX en el Imperio ruso; una escuela neobizantina aislada siguió activa en Yugoslavia entre la Primera Guerra Mundial y la Segunda Guerra Mundial.
El arquitecto danés Theophil Hansen se convirtió en un partidario del estilo en la década de 1850.
La disposición y el esquema estructural de sus iglesias pertenecían claramente a las normas del estilo neoclásico.
Sin embargo, pocos edificios fueron completados durante el reinado de Alejandro II, debido a problemas financieros.
Las catedrales neobizantinas concentradas en las provincias occidentales (Polonia, Lituania), en las bases del ejército en el Cáucaso y en Asia Central, en las huestes cosacas y en la región industrial en los Urales, desde la ciudad de Perm.
Estos diseños emplearon el hormigón armado, lo que permitió que su construcción fuera muy rápida; su interior tenía referencias claras al estilo contemporáneo Art Nouveau pero los exteriores eran un claro homenaje a la Constantinopla medieval.
La tradición neobizantina rusa pareció terminar con la revolución de 1917, pero fue continuada por algunos arquitectos que emigraron a Yugoslavia y Harbin.
Hay muchas iglesias neobizantinas en la península balcánica, como la de Iglesia Oplenac-mausoleo de Topolaen Serbia, encargada en 1909 por la dinastía Karađorđević para servir como necrópolis para la familia real serbia.
Cuando terminó el período comunista, Mihailo Mitrović y Nebojša Popović se convirtieron en defensores de las nuevas tendencias en la arquitectura sacra, tomando prestados numerosos ejemplos de la tradición bizantina.
UU. (y en otros lugares), el estilo neobizantino se vio a menudo usado en fusiones vernáculas con otros estilos historicistas medievales como la arquitectura neorrománica y la arquitectura neogótica, o incluso con el revival del estilo Misión o el colonial español.
Las referencias al arte bizantino a menudo se mezclan con el estilo medieval románico del sur y oeste del país (inspirados en la catedral de Saint-Front en Périgueux y en la catedral de Le Puy-en-Velay entre otras, que ya desde la Edad Media incorporaba muchos aspectos del arte bizantino) y de Italia (románico toscano).