La capilla, construida en 2004 en estilo clasicista, se encuentra en el centro de Dmitrovsk, en el lugar donde estaba la antigua catedral de la Santísima Trinidad.

La catedral fue fundada en 1802, y la construcción de su edificio de piedra comenzó en 1810. Los trabajos se realizaron en varias etapas con fondos recaudados a través de donaciones voluntarias que superaron las 36,000 rublos. La construcción fue dirigida por el protodiácono de la catedral, Filipp Leonutov. Los primeros servicios se llevaron a cabo en 1812, y en 1817 la catedral fue consagrada. Para 1821, la construcción del templo se completó, pero en 1832 se añadieron dos capillas, lo que cambió su apariencia original. Además de la capilla principal, dedicada a la Santísima Trinidad, el templo contaba con las capillas de la Asunción de la Santísima Virgen y de San Jorge el Victorioso. La catedral era visitada por los habitantes de los distritos centrales de Dmitrovsk y de las aldeas cercanas de Anoshinki y Vertyakin. En la iglesia de la cena podían acomodarse hasta dos mil personas. La gente llamaba al templo la Nueva catedral, en contraste con la iglesia de San Dimitri de Salónica, que se consideraba la Vieja catedral.

En 1865, del templo de la Trinidad se trasladaron al nuevo parroquia de la iglesia de la Protección en Dmitrovsk el sacerdote Vasili Nikitsky, el diácono Ipaty Kropotov y el sacristán Mikhail Fyodorov. En ese mismo año, el protodiácono Ioann Leonutov se convirtió en el supervisor de la ciudad y del campo del primer distrito del clero de Dmitrovsk, y el protodiácono Pavel Meshchersky, en el supervisor del segundo distrito.

Para 1885, en la catedral de la Trinidad servían el protodiácono Dmitry Matveyevich Nikanorov, galardonado con la orden de Santa Ana de tercera clase, el sacerdote Fyodor Georgievich Ilyinsky y el diácono Afanasy Yakovlevich Lebedev. El templo pertenecía al primer distrito del clero de Dmitrovsk. En 1897, aquí servían el protodiácono Nikolai Nikolaevich Livanov, el sacerdote Vasili Yermolaevich Ryazanov, los diáconos Afanasy Yakovlevich Lebedev e Ivan Nikolaevich Nefedyev. En 1910, en la catedral servían el protodiácono de plantilla Lev Ivanovich Adamov, el sacerdote Tikhon Ivanovich Andreev, el diácono Straton Pavlovich Sergeev y el diácono-salmista Evlampiy Petrovich Voznesensky. En la catedral funcionaba una sucursal del consejo escolar diocesano del distrito.

Durante la Gran Guerra Patria, en otoño de 1941, cuando el frente se acercó a Bryansk, las autoridades locales, por orden del comité ejecutivo del distrito, comenzaron la demolición de la catedral de la Santísima Trinidad. No lograron destruir completamente el templo en ese momento, y fue desmantelado por completo en la década de 1950.