Am 7. März 1905 wandte sich Erzbischof Agafodor an den Leiter der Kuban-Region mit der Bitte, ein Grundstück für den Bau einer Kirche im Dorf Armawir bereitzustellen. 1908 genehmigte die Gemeindeverwaltung den Bau unter der Bedingung, dass mindestens 30.000 Rubel gesammelt werden. Am 12. Dezember 1910 wurde ein Dokument erstellt, in dem 62 Einwohner des Dorfes Armawir ein Grundstück für den Tempel bereitstellten. Der Standort wurde an der Kreuzung der Straßen Chutor und Malominskaja (heute S. Rasina und Lunatscharskogo) im armen Teil des Dorfes ausgewählt.

Ab dem 28. Mai 1912 begannen die Planungsarbeiten unter der Leitung des Architekten G.I. Akopzhanov, und der Bau wurde von Priester Leonid Dmitrievsky geleitet. Am 3. August 1912 wurde das Gebetshaus im Namen der „Heiligen Dreifaltigkeit“ eingeweiht. Bis zum 2. September 1914 wurden die Außenarbeiten abgeschlossen. 1915, vor dem Hintergrund wachsender patriotischer Stimmungen, nahmen die Spenden zu, und der Architekt änderte das Projekt, um das Gebetshaus in einen Tempel zu verwandeln. Am 28. April 1916 wurde der Bau abgeschlossen, und am 26. Mai 1916 wurde der Tempel geweiht.

Der erste Vorsteher der Heilig-Troitzky-Kathedrale wurde Priester Alexander Ukolov am 7. November 1916. In den Jahren des Bürgerkriegs wurde er erschossen. In den 30er Jahren blieb von fünf Kirchen in Armawir nur die Heilig-Troitzky-Kirche übrig, die anderen wurden zerstört. Doch auch in dieser Kirche richteten die Behörden ein Lager ein.

Ein bedeutender Meilenstein in der Geschichte der Kathedrale ist mit dem Vorsteher Leonid Dmitrievsky verbunden, der von 1942 bis 1950 diente. Erstaunlicherweise nahm der Tempel während der deutschen Besatzung seine Arbeit wieder auf. Nach der Befreiung Armawirs am 24. Januar 1943 organisierte Vater Leonid eine Sammlung von Spenden für die Rote Armee und führte eine Rekonstruktion und umfassende Renovierung des Tempels durch. Für seine Verdienste erhielt er die Medaille „Für heldenhaften Arbeit in den Jahren des Großen Vaterländischen Krieges“. 1950 wurde Protopriester Alexander Volkanovich Vorsteher, und in den Jahren 1956-1957 war Priester Georgiy Stroeva, der den Tempel einrichtete und ein Kraftwerk für seine Beleuchtung baute.

Der Vorsteher Mikhail Samoylenko diente von 1964 bis 1985 in der Heilig-Troitzky-Kirche. Eine neue Ära in der Geschichte der Kathedrale begann mit dem Kommen von Protopriester Sergey Tokar, der 1991 Vorsteher wurde. 1995 erhielt die Heilig-Troitzky-Kirche den Status einer Kathedrale, und 1993 wurde am Tempel das Armawir Orthodoxe Soziale Institut gegründet.

Vater Sergey wurde mit den Orden des heiligen gleichapostolischen Fürsten Wladimir, des heiligen Sergius von Radonesch und des heiligen glorreichen Fürsten Daniel von Moskau ausgezeichnet. Er hat auch kirchliche Auszeichnungen wie das Nabedrennik (1983), die Skufja und die Kamilavka (1985), das Fingerkreuz (1986), das Kreuz mit Verzierungen (1990) und die Mitra (2005). 2009 wurde er mit dem Ehrenkreuz „Für Verdienste um die kubanische Kosaken“ ausgezeichnet.

Heute ist die Heilig-Troitzky-Kathedrale die größte orthodoxe Kirche der Stadt. Es wird aktiv rekonstruiert, und die Hilfe erfolgt nach russischer Tradition aus aller Welt.