Die Kirche wurde in der Zeit von 1831 bis 1836 mit Mitteln der Kaufleute Michail und Prochor Sarytschew errichtet. Neben dem Hauptaltar gab es hier auch Altäre für den Erzengel Michael und die heiligen, frommen Fürsten Boris und Gleb. Bis 1870 hatte die Kirche den Status einer Filialkirche, und unter dem Erzbischof Antonij von Wladimir und Suzdahl wurde sie zur Stadtkathedrale umbenannt.

In den 1950er Jahren verlor die Kathedrale ihren Glockenturm und die fünf Kuppeln, danach wurde das Gebäude umgebaut und wurde zum Kulturhaus. Heutzutage steht an den Mauern der Kathedrale ein Gedenkkreuz. Im Jahr 2006 wurde eine neue Gemeinde der Heilig-Dreifaltigkeitskirche gegründet, und die Arbeiten zur Rückführung der Kathedrale in die Russische Orthodoxe Kirche begannen.