Das Erscheinungsbild der Stadt Sumy hat sich über viele Jahrhunderte entwickelt, und im letzten Jahrhundert wurde die Dreifaltigkeitskathedrale zu einem unverzichtbaren Teil davon. Diese Kirche ist jedem bekannt, der einmal in Sumy war. Die Kathedrale ist ein geistliches Juwel und ein herausragendes Werk der Kirchenarchitektur, in dem eine reiche und komplexe Geschichte bewahrt wird.

Die Idee zum Bau stammt von dem bekannten Sumyer Mäzen P. I. Charitonenko, der den Bau der Kathedrale finanzierte. Der erste Stein wurde im Mai 1901 gelegt. Ursprünglich sollte das Gebäude vom Moskauer Architekten A. V. Schussew entworfen werden, aber letztendlich wurde der Bau nach dem Projekt von K. G. Scholz durchgeführt, der damals in Sumy lebte. Der Bau dauerte mit kleinen Unterbrechungen bis 1915. Die Weihe der Kirche war für den 26. September 1914 geplant, wurde jedoch aufgrund des Todes von P. I. Charitonenko verschoben, und die nachfolgenden Veränderungen im Leben des Landes und der Gesellschaft verzögerten dieses Ereignis lange.

Die Dreifaltigkeitskathedrale, die im neoklassizistischen Stil erbaut wurde, vereint Merkmale der Isaakskathedrale und der Dreifaltigkeitskathedrale in St. Petersburg. Die Architektur ermöglichte es, drei Altäre in der Kirche unterzubringen. Der zentrale Altar war dem Herabkommen des Heiligen Geistes auf die Apostel gewidmet, was der Kirche ihren Namen gab, während die seitlichen Altäre dem Apostel und Evangelisten Johannes dem Theologen sowie den Märtyrern Adrian und Natalia gewidmet waren. Für die Innenausstattung bestellte P. I. Charitonenko einen marmornen Ikonostase in Italien, der leider während des Ersten Weltkriegs verloren ging. Für die Anfertigung der Ikonen wurde M. V. Nesterov eingeladen, das Glasfenster „Dreifaltigkeit“ wurde mit der Beteiligung von K. S. Petrow-Wodkin geschaffen, und die Malerei auf den Leinwänden wurde von I. I. Niwinski ausgeführt. Allerdings ist fast nichts von der ursprünglichen Ausstattung erhalten geblieben.

In der Sowjetzeit wurde die Kirche nicht für Gottesdienste genutzt und verfiel. Von 1976 bis 1988 fand eine teilweise Restaurierung statt, während der im Hauptaltar eine Orgel installiert wurde. Seit 1992 gab es in der Kirche wieder eine Gemeinde, und unter ihrem Gewölbe ertönte erneut das Gebet, obwohl das Gebäude noch lange für Konzerte mit Orgelmusik genutzt wurde. Dies dauerte bis 2007, als die Orgel in die Philharmonie von Sumy transportiert wurde. Seitdem gehört die Kirche wieder den orthodoxen Gläubigen und ist voller kirchlichen Lebens.

Das Ereignis, das 1914 geplant war, fand genau hundert Jahre später statt: Am 18. Mai 2014 wurde in der Dreifaltigkeitskathedrale die Zeremonie der Großen Weihe vollzogen. Dieses feierliche Ereignis und der anschließende Gottesdienst wurden von dem Erzbischof von Sumy und Akhtyrka, Evlogiy, dem Leiter der Dreifaltigkeitskathedrale, geleitet.