El 21 de septiembre de 1797, el arzobispo de Tobolsk, Varlaam Petrov, emitió un decreto al protoiereo Alexei Alexeev de Krasnoyarsk. En el documento se mencionaba que los feligreses de Kansk solicitaron reemplazar la iglesia de madera de Spasskaya por una de piedra con una capilla dedicada a la Protección de la Santísima Virgen. Ya se habían preparado piedra y madera para la construcción. Los trabajos comenzaron el 18 de mayo de 1800 y finalizaron en octubre de 1804. Para entonces, se habían completado los trabajos de piedra en la iglesia fría y se había preparado completamente la capilla caliente, que fue consagrada el 22 de enero de 1805. La iglesia fría fue consagrada el 5 de junio de 1814.

Entre 1834 y 1839 se construyó la capilla caliente del santo Nicolás de Mira en el lado norte, consagrada el 18 de enero de 1839, y un pórtico de cuatro columnas en la entrada occidental, realizados en estilo clasicista. En 1911-1912, el arquitecto provincial V. Sokolovsky desarrolló un proyecto de reconstrucción, según el cual se construyó una nueva capilla sur, similar a la del norte, y una adición a la fachada occidental con el traslado del pórtico. Se elevaron las bóvedas del comedor y se añadieron ventanas de luz secundaria. El nivel inferior adquirió formas clasicistas.

En 1937-1938, la catedral fue cerrada, se retiraron las cúpulas y el edificio se utilizó como aeroclub. En 1946, la catedral fue devuelta a los creyentes, pero en 1964 fue cerrada nuevamente y se convirtió en un teatro, y luego en un museo local.

Para 1961, se desmantelaron los niveles superiores del templo de cinco cúpulas y del campanario, así como las cúpulas de las capillas y ábsides. Se perdieron los pórticos en las fachadas norte y sur. Se añadió una adición disarmónica a la fachada oriental, que cerró los ábsides del altar. Se sellaron algunas aberturas y se reconfiguraron los espacios.

En 1987, en el Instituto de Ingeniería de Krasnoyarsk, se realizó un proyecto de diploma de reconstrucción gráfica de la catedral bajo la dirección de Shumov K.Yu., Grinberg Yu.I. y Lavrov A.G. El autor del proyecto fue E. Slizhevskaya. En 1992, la catedral fue devuelta a los creyentes y se restauró parcialmente. Se restauraron el campanario y el cuadrado del templo principal con cinco cúpulas, y el altar principal fue consagrado en honor de la Santísima Trinidad.

El volumen principal de la iglesia incluye una parte cuadrada alta del templo con un ábside semicircular, un comedor y un campanario en niveles. Las adiciones tardías incluyen las capillas norte y sur y la adición occidental. La entrada principal está decorada con un pórtico de cuatro columnas de orden toscano.

El alto cuadrado del templo está coronado con una cúpula figurada y cinco cúpulas. El campanario es octogonal en los niveles superiores, con una cúpula sobre un tambor octogonal. El ábside del altar también está coronado con una cúpula sobre un tambor octogonal. El espacio cuadrado del templo principal se conecta con el comedor a través de arcos. En la parte occidental se encuentra el vestíbulo de la iglesia con una escalera al campanario. En la adición occidental hay tres habitaciones.

En el cuadrado del templo hay ventanas de luz secundaria con remate semicircular, y en el comedor, aberturas redondas de luz secundaria. El cuadrado está coronado con una media cúpula, con una ventana redonda en el eje central. A los lados se elevan tambor octogonales de dos niveles de las cúpulas. El tambor de la pequeña cúpula está perforado con estrechas aberturas. La capilla sur está coronada con una cúpula figurada sobre un tambor octogonal.

Las aberturas de las ventanas están enmarcadas con molduras perfiladas y descansan sobre alféizares. La abertura redonda del cuadrado está enmarcada con una moldura de perfil fino. El cornisa del primer nivel tiene un friso plano. Las esquinas del campanario están tratadas con pilastras, y las aberturas del nivel de las campanas, con arquivoltas. El campanario está decorado con cornisas con soportes. Las ventanas de luz secundaria están enmarcadas con molduras. Las esquinas del cuadrado están tratadas con contrafuertes con paneles. Las paredes del comedor y los ábsides están coronadas con cornisas.

El interior se desarrolla a lo largo del eje longitudinal del edificio, que incluye la adición occidental, el vestíbulo, el comedor y el propio templo con el ábside. El interior del templo se desarrolla en altura, con un papel activo del techo abovedado del comedor y las ventanas de luz secundaria.

La catedral, monumento arquitectónico del siglo XIX, es el edificio de piedra más antiguo de Kansk y un ejemplo de la escuela eniseyana del barroco siberiano tardío. El volumen principal incluye un alto cuadrado con cinco cúpulas. Al norte y al sur se adosan las capillas, al oeste, el comedor y el campanario. La catedral está situada en la plaza central del centro histórico de Kansk y es un importante dominante urbanístico.