Die heute existierende Dreifaltigkeitskathedrale ist Teil des Nikolai-Dreifaltigkeitsklosters. Ursprünglich wurde sie an der Stelle der alten hölzernen Dreifaltigkeitskirche erbaut. Der Bau begann 1681 dank der Finanzierung von Semjon Erschow, einem bekannten Bürger, und wurde 1689 abgeschlossen.

Die Kathedrale steht auf einem hohen Sockel. Unten befindet sich die Nikolauskirche, und oben der kalte Tempel, der der Lebendigen Dreifaltigkeit gewidmet ist. In der Zeit von 1790 bis 1792 wurde der Kathedrale ein großer Verklärungschor hinzugefügt, und 1894 wurde ein steinernes Portal gebaut.

Die Kathedrale ist ein dreichöriges, zweigeschossiges, rechteckiges Gebäude ohne Säulen, gekrönt von fünf Kuppeln. Der Tempel ist in drei Teile gegliedert: den Hauptraum, die Apsis und die Vorhalle.

Der Hauptvolumen des zweiten Stocks ist mit einem gewölbten Gewölbe bedeckt und hat eine quadratische Form mit Lisenen. Die Wände sind mit Fensteröffnungen durchbrochen, die mit Rahmen mit gezahnten und keilförmigen Abschlüssen verziert sind. Im oberen Teil der Wände befinden sich halbrunde Kokoschki, die von einem Gesims aus Zähnen und Halbkugeln getragen werden. Die Apsiden des Tempels sind durch Halbsäulen unterteilt und haben mehrere Fenster mit Dekor.

Auf der westlichen Seite des Vorraums befinden sich drei Fensteröffnungen, zwei einfache Fenster und eine Türöffnung im zweiten Stock. Die Ecken der Wandpaneele sind gerahmt und enden mit einem gemusterten Gesims.

Eine kleine Treppe führt von der Nordseite in den zweiten Stock, die mit einem Satteldach bedeckt ist. Die Säulen des Portals sind mit vielprofiligen Verkleidungen verziert und mit einer sphärischen Dachkonstruktion bedeckt.

Das Hauptvolumen ist mit einem metallenen vierseitigen Dach bedeckt. Vier Ecktrommeln und die zentrale Trommel sind blind. Die Kuppeln sind mit dekorativen Halbsäulen mit Perlen verziert, und über ihnen verläuft ein Gesims mit mehreren Vorsprüngen. Das Gebäude des Tempels ist vollständig aus Ziegeln erbaut.

Die Dreifaltigkeitskathedrale ist die größte unter allen Kirchen des Klosters. Von Norden wird sie teilweise von dem Glockenturm und dem Abtshaus verdeckt, aber von anderen Seiten ist sie gut sichtbar. Die Kathedrale befindet sich im Zentrum des Klostergebiets und stellt ein fünfkuppeliges Bauwerk mit Vorhalle, Glockenturm und südlichem Portal dar, die eine einheitliche kompositorische Lösung bilden. Die südlichen und nördlichen Fassaden sind in einer Ebene ausgeführt, haben jedoch unterschiedliche Höhen, was eine gestufte Silhouette schafft. Die äußeren Fassaden sind weiß gestrichen, während die Dächer braun gefärbt sind. Die Fenster sind mit schmiedeeisernen Gitterwerken verziert.