Die Dreifaltigkeitskathedrale in Krasnoslobodsk ist eines der ersten Kirchengebäude der Stadt und ein Denkmal der Architektur des 18. und 19. Jahrhunderts. Die ersten Erwähnungen von Gottesdiensten an diesem Ort stammen aus dem Jahr 1620. Der Priester und Heimatforscher des 19. Jahrhunderts N. Sokolov behauptete, dass die Kathedrale gleichzeitig mit der Stadtfestung erbaut wurde und zu Beginn des 17. Jahrhunderts errichtet wurde. Auch der Heimatforscher I. Belyaev verweist auf das "Schreiberbuch" von Fyodor Maloy, das bestätigt, dass die Dreifaltigkeitskirche zwischen 1613 und 1614 erbaut wurde. Ursprünglich war die Kathedrale aus Holz, und zwischen 1655 und 1682 entstand die Iljinskaja Kirche in der Nähe, die als warme Kirche diente. Im Jahr 1763 wurde durch einen Erlass der Tambower Geistlichen Konsistenz die Iljinskaja Kirche von der Kathedrale getrennt und wurde eine selbstständige Gemeinde. Später wurde sie aus der Festung entfernt und verwandelte sich in die Verkündigungskirche.

Im Jahr 1765 wurde anstelle der Iljinskaja Kirche eine neue Holzkirche zu Ehren der Gottesmutter des Lebensspendenden Quells erbaut. Bis zum Ende des 18. Jahrhunderts standen auf dem Hauptplatz der Stadt drei Holzkirchen: die Dreifaltigkeits-, die Iljinskaja- und die Kirche des Lebensspendenden Quells. In den Jahren 1778-1781 wurde mit Unterstützung des Kaufmanns A.T. Milyakov eine Ziegelkathedrale erbaut. Im Jahr 1780 schloss Milyakov den Bau der Kathedrale ab, die 10 Sazhen von den früheren Kirchen errichtet wurde. Die Holzkirchen wurden in den 1790er Jahren abgerissen, und ihre Materialien wurden an anderen Orten verwendet.

Die von Milyakov errichtete Kathedrale bestand etwa 80 Jahre und unterzog sich nach dem Brand von 1817 Umbauten und Veränderungen. Im Jahr 1829 wurden zwei Kapellen aufgehoben, und die Kathedrale wurde erweitert. Bis 1862 benötigte die Kathedrale Reparaturen, und es wurde ein Kostenvoranschlag von 12.183 Rubel erstellt. Der Umbau wurde 1866 abgeschlossen, und im Jahr 1875 wurde der Glockenturm erneuert. Im Jahr 1881 wurde eine Glocke mit einem Gewicht von 500 Pud gegossen. Es ist bekannt, dass der Architekt Yeletsky am Umbau der Kathedrale beteiligt war.

Bis zum Ende des 19. Jahrhunderts stellte die Dreifaltigkeitskathedrale ein steinernes Gebäude mit einer Länge von 20 Sazhen und einer Breite von 12 Sazhen dar, das in Form eines griechischen Kreuzes erbaut wurde. Das Gebäude war einstöckig mit fünf Kuppeln und einem hohen Glockenturm. Die Milyakovs bauten auch andere steinerne Kirchen in der Stadt, wie die Pokrowskaja, die Verkündigungskirche und die Smolenskaja.

Nach der Revolution von 1917 wurden alle Kirchen der Stadt geschlossen. Im Jahr 1935 erhielt man den Erlass zur Zerstörung aller Kirchen in Krasnoslobodsk. Von 1936 bis 1939 wurden die Tempel geplündert und zerstört. Die Dreifaltigkeitskathedrale wurde für die industrielle Produktion umgebaut und wurde Teil des Krasnoslobodsker Rayonpromkombinats. Im Jahr 1951 wurde das Gebäude der Kathedrale für eine Tischlerei umgebaut. Die Fresken der Kathedrale wurden übermalt, und derzeit wird die Kathedrale als Werkstatt einer Spinnerei-Weberei genutzt.