Neben der Woskressenski-Sommersynagoge, auf der östlichen Seite, befindet sich der zweite majestätische warme Tempel, der der Heiligen Dreifaltigkeit gewidmet ist. Dieser steinerne Tempel mit drei Altären wurde 1821 dank der Bemühungen der Äbtissin Mavrikia Chodneva und der Schwestern des Klosters erbaut. Er wurde an dem Ort errichtet, an dem zuvor eine hölzerne Kapelle stand, die als Begräbnisstätte für die königlichen Gefangenen, die Fürstinnen-Einsiedlerinnen Evdokija und Alexandra, diente.

Der Tempel hat die Form eines länglichen Quadrats mit halbrunden Ausbuchtungen nach Osten und Westen, die etwas niedriger sind als das Hauptgebäude. An der südlichen und nördlichen Seite befinden sich Giebel, die von vier Halbsäulen gestützt werden. Über den Halbrundungen befinden sich hölzerne Gesimse, die auf sechzehn steinernen runden Säulen ruhen. Das Dach des Tempels ist vierseitig und mit Eisen auf hölzernen Sparren gedeckt. Über dem Tempel erhebt sich eine große Kuppel in Form eines Kessels, mit einem Hals, der von zehn kleinen Säulen und einer kleinen Kuppel mit einer Spitze und einem eisernen Kreuz umgeben ist.

Der Eingang zum Tempel befindet sich auf der westlichen Seite und beginnt mit einer geräumigen steinernen Treppe, die in einen kleinen halbrunden Vorraum führt. Dieser ist durch eine massive Wand mit zweiflügeligen Türen vom Hauptraum getrennt. Der Innenraum des Tempels hat die Form eines Quadrats mit einer halbrunden Ausbuchtung nach Osten. Die Decke aus Holz, verputzt, wird von zwölf hölzernen Säulen getragen, die mit Eisen verkleidet sind. Diese Säulen stützen auch die großen Chöre, die entlang der nördlichen, südlichen und westlichen Wände angeordnet sind. In den Chören befinden sich zwei Kapellen: zu Ehren der Gottesmutter von Wladimir auf der südlichen Seite und aller Heiligen auf der nördlichen.

Der Altar ist durch eine massive Wand mit einer großen Öffnung, in der sich der Ikonostase befindet, vom Hauptraum getrennt. Er hat ebenfalls eine halbrunde Form, die in den Altar eingezogen ist, und ist mit Schnitzereien und Vergoldungen geschmückt. Das obere Gesims wird von acht runden Säulen in blauer Farbe getragen, während der Ikonostase in lila gefärbt ist. Die königlichen Tore sind aus Holz und mit vergoldeten Schnitzereien verziert; in der Mitte ist die Verkündigung der Gottesmutter in einem silbernen Gewand mit bunten Steinen dargestellt. Über den Toren ist der Heilige Geist in Form einer Taube abgebildet, und darüber das letzte Abendmahl und das Bild der Auferstehung des Herrn.

Die Restaurierung der Kathedrale wurde 2014 abgeschlossen. Es wurden Arbeiten zur Wiederherstellung der Fassaden, des Daches, der Kuppel, zur Installation von Kreuzen, zur Restaurierung des Mauerwerks, zur Schaffung von Fundamenten, zur Farbgebung der Fassaden sowie zur Rekonstruktion von Fenstern und Türen durchgeführt.