Los edificios catedralicios, que son las estructuras de piedra más antiguas de Ust-Sysolsk, fueron construidos antes de que el asentamiento obtuviera el estatus de ciudad, en el lugar de antiguas iglesias de madera. La primera en la orilla del Sysola fue la iglesia de la Protección, cuya construcción comenzó en 1733. En 1753, junto a ella, comenzó la construcción de otra iglesia de piedra, la de la Trinidad, que fue consagrada en 1768 y tenía dos altares. Junto con el campanario, construido más tarde, estas iglesias formaron un conjunto único de la catedral de la Trinidad, que incluía las iglesias de la Protección y de la Trinidad. Se encontraban en el lugar donde la calle de la Protección (hoy calle Ordzhonikidze) salía hacia la orilla del Sysola y se encontraba con las puertas de entrada de la iglesia de la Protección, lo que le dio a la calle su nombre.

La construcción de tales grandes estructuras de piedra fue una tarea compleja. En Ust-Sysolsk no había maestros locales, por lo que se invitaban brigadas especiales de canteros para la construcción de edificios de piedra. En el Norte, los canteros de Veliky Ustyug eran famosos por su habilidad, y fueron ellos quienes fueron invitados para construir las iglesias de Ust-Sysolsk. Los maestros de Ustyug tenían su propio estilo, desarrollado a lo largo de décadas, que se caracterizaba por construcciones en forma de torre y un perfil de edificios de varios niveles, que terminaban en elegantes cúpulas sobre delgadas peanas. En este estilo fue construida también la catedral de la Trinidad.

En una fotografía de principios del siglo XX se muestra la iglesia de la Protección de Ust-Sysolsk, a la derecha se ve la iglesia de la Trinidad. Sobre el edificio rectangular principal con techo a cuatro aguas se eleva un cubo, sobre el cual se disponen uno sobre otro tres tambores facetados decrecientes, octogonales, que terminan en una pequeña cúpula. La iglesia de la Protección se veía más simple, ya que su construcción se llevó a cabo en dos etapas, lo que distorsionó el diseño original.

Para mediados del siglo XIX, las principales iglesias de Ust-Sysolsk habían perdido su anterior aspecto ornamentado. El tiempo no las perdonó, y los templos estaban visiblemente deteriorados, requiriendo reparaciones. Los pisos se habían podrido hasta tal punto que amenazaban con el colapso del altar. Sin embargo, el principal peligro para la catedral no provenía de los pisos podridos. Desde el punto de vista ingenieril, la ubicación de las iglesias de la Trinidad y de la Protección fue elegida desafortunadamente. Los edificios masivos presionaban sobre la suave orilla del río, que también era erosionada por manantiales subterráneos, y gradualmente "se deslizaban" hacia abajo. Alguna vez, la entrada a la iglesia desde la calle de la Protección era completamente visible, pero a finales del siglo XIX solo quedaba visible una pequeña ventana sobre las puertas. Aparecieron grietas en las paredes, que intentaron ser sujetadas con grúas de hierro, y los cimientos se estaban destruyendo.

Debido a la amenaza de colapso, se prohibió tocar la gran campana en el campanario. Ya en la década de 1840 se planteó la cuestión del refuerzo de la orilla, pero los trabajos, prescritos por los miembros de la Comisión de Construcción de Vologda, nunca se llevaron a cabo.

Más tarde, se hicieron varios intentos de reforzar la orilla mediante la hinca de pilotes, pero resultaron infructuosos. La catedral no ha sobrevivido hasta nuestros días; en la década de 1930, durante el período de lucha activa contra la religión, fue destruida.