Pod koniec lat 40. XIX wieku zaczęły się pojawiać próby łączenia stylu neorosyjskiego z neobizantyjskim. Rosyjskie budownictwo neobizantyjskie pojawiło się wraz z obecnością Rosjan na Bałkanach i Kaukazie na przełomie lat 40 i 50 XIX wieku, inspiracją miejscową sztuką i zabytkami bizantyjskimi, w tym Hagią Sophią. Najstarszym, odosobnionym przykładem nawiązań do architektury bizantyjskiej połączonej z klasycyzmem jest sobór Mądrości Bożej w Carskim Siole (1780–1788). W przeciwieństwie do stylu neorosyjskiego, styl neobizantyjski był rozwijany również w pozostałych krajach prawosławnych, krajach niemieckich, Palestynie, Anglii, USA i innych. Do przykładów łączenia stylów neobizantyjskiego i neorosyjskiego należą np. sobór metropolitalny Świętej Równej Apostołom Marii Magdaleny w Warszawie (1867–1869, arch. Nikołaj Syczew) i sobór św. Aleksandra Newskiego w Niżnym Nowogrodzie (1868–1881).