Die Geschichte des Dreifaltigkeitsklosters in Astrachan beginnt im Jahr 1568, als Zar Iwan der Schreckliche den Abt Kyrill mit dem Auftrag entsandte, im Stadtgebiet ein Kloster des heiligen Nikolaus zu gründen. Bis 1573 hatte Abt Kyrill die Kirche der Lebensspendenden Dreifaltigkeit mit einer Speisehalle, einem Keller, 12 Zellen, zwei Kellern, einem Garten und einer Küche errichtet. Alle Gebäude waren aus Holz und von einem hölzernen Zaun umgeben. Zum Zeitpunkt des Todes von Abt Kyrill im Jahr 1576 gab es im Kloster zwei weitere hölzerne Kirchen: die Kirche der Einführung in den Tempel der Heiligen Gottesmutter und die Kirche des heiligen Nikolaus. Ursprünglich hieß das Kloster Nikolauskloster, erhielt aber später den Namen Dreifaltigkeitskloster zu Ehren der Kathedrale der Lebensspendenden Dreifaltigkeit, die am 25. Juli 1576 geweiht wurde. In den 90er Jahren des 16. Jahrhunderts begann der neue Abt Theodosij mit dem Umbau des Klosters von Holz zu Stein. Am 13. September 1603 wurde die neue steinerne Dreifaltigkeitskathedrale geweiht, an die später eine Kapelle zu Ehren der heiligen Märtyrer Fürsten Boris und Gleb angebaut wurde. Unter Abt Theodosij wurden auch ein steinerner Glockenturm mit der Kirche des heiligen Nikolaus und eine hölzerne Kirche zur Herkunft der ehrwürdigen Holzstücke des Kreuzes des Herrn erbaut. Im Jahr 1606 begann unter dem neuen Abt Ion der Bau der steinernen Einführungskirche mit Speisehallen, die an die Dreifaltigkeitskathedrale angrenzen. Der Abschluss des Baus verzögerte sich jedoch aufgrund der Wirren der Zeit, und die Kirche wurde erst 1620 geweiht. Im Jahr 1619 begann unter Abt Raphael der Bau der steinernen heiligen Pforten mit der Kirche des Eingangs des Herrn nach Jerusalem, der ein Jahr später abgeschlossen wurde.

Nach der Revolution von 1917 erlebte die Dreifaltigkeitskathedrale viele Prüfungen. Im Januar 1918, während der Kämpfe in Astrachan, wurde die Kirche auf Beschluss der revolutionären Behörden geschlossen. Nach der Zerschlagung der Konsistenz wurde in ihrer Speisehalle ein Archiv untergebracht, das in Unordnung geriet. Die Dreifaltigkeitskirche und ein Teil des Kremls wurden mit einem Zaun umgeben, was den Zugang für Gläubige erschwerte. Gottesdienste wurden aufgrund der geringen Zahl der Gemeinde selten abgehalten. Im Oktober 1928 beschlagnahmten die sowjetischen Behörden die Kirche endgültig, plünderten sie, der Ikonostase wurde zerstört und verbrannt. In den 1950er Jahren wurde das Archiv umgesiedelt, und in den 1970er Jahren begannen Restaurierungsarbeiten. Von den alten Reliquien des Klosters ist nichts erhalten geblieben, aber das Kloster selbst bleibt ein wichtiger geistlicher Wert. Hier sind die ersten Astrachaner Bischöfe beigesetzt: Onufrij, Makariy und Raphael. Rund um die Kathedrale wurden die Klosterbrüder beigesetzt, und nördlich der Kirche, so die Überlieferung, ruhen in einem Brüdergrab 441 Astrachaner, die auf Befehl von Stepan Razin getötet wurden. Das Dreifaltigkeitskloster bewahrt auch die Erinnerung an den heiligen Märtyrer Joseph, der den Weg vom Novizen zum Archimandriten ging.