La catedral de la Trinidad es la parte central del antiguo conjunto arquitectónico del monasterio Ipatiev en Kostroma. En 1560, con fondos de D. I. Godunov, se construyó el primer templo de piedra de la comunidad, que, según el Libro de Posesiones de 1628, era de dos columnas y tenía altares en honor al apóstol Felipe y al santo mártir Ipacio. En 1649, la antigua catedral fue destruida debido a una explosión de pólvora almacenada en su sótano. Probablemente, este suministro quedó tras el asedio del monasterio durante el Tiempo de Turbas. Por orden del zar Alexei Mikhailovich, en su lugar se construyó un nuevo templo entre 1650 y 1652, que mantuvo las antiguas consagraciones de los altares. A finales del siglo XVII, se añadió un altar de Miguel Maleyin al sureste del templo.

La catedral es un gran templo de tres ábsides y cuatro columnas con un techo de cúpulas, que se erige sobre un poderoso sótano y está coronado por cinco cúpulas bulbosas con escamas sobre tambores luminosos. Está rodeada por galerías de dos niveles en tres lados. En el extremo de la galería sur se encuentra el altar de Miguel Maleyin, que no tiene un saliente de altar. Su techo consiste en ocho pendientes con frontones suaves, y la parte superior está decorada con una cúpula bulbosa con escamas sobre un tambor ciego, cuya base está adornada con kokoshniks semicirculares. La fachada de la catedral es modesta, pero típica de la arquitectura de mediados del siglo XVII. Las paredes están divididas por pilastras lisas en tres tramos, y el cornisa poligonal, reforzada sobre las pilastras, corta los arcos suaves de las cúpulas. Las estrechas ventanas arqueadas, ubicadas en la fachada oeste, una en cada tramo, y en las fachadas laterales en un ritmo más libre, están colocadas en profundas saeteras sin marcos. Las aberturas de las ventanas en la fachada norte, que da a la entrada principal del monasterio, están incluidas en la composición de un cinturón de arcos y columnas que adorna la pared. Arcos en forma de cuña de rodillos, apoyados en columnas con estrangulaciones, decoran los tambores de las cúpulas. Los semicirculos de los ábsides están separados por columnas facetadas que sobresalen de las paredes. El cornisa de la parte del altar del templo, unida al altar de Miguel Maleyin, está complicada por bandas de rodillos y galletas. En la parte inferior de las paredes, le acompañan los perfiles dibujados del zócalo moldurado, que separa el sótano del volumen principal. Las ventanas de los ábsides están enmarcadas por marcos de perspectiva con un contorno en forma de cuña. A diferencia de la austera decoración de las paredes del volumen principal, la decoración de las galerías es más elaborada. En la base de las paredes hay un zócalo moldurado, los niveles están separados por un amplio cinturón con tiras, que también adornan las pilastras que dividen la pared en tramos uniformes, en cada uno de los cuales hay una ventana. Se presta especial atención a la decoración de la galería en la fachada norte. Las tiras, los marcos de las ventanas y las cornisas están complementadas con tallas de piedra blanca: rosetas, bandas de cuentas y trenzas talladas. La entrada principal con un vestíbulo en el flanco derecho de la fachada norte se sostiene sobre cuatro columnas decoradas con potentes cubos que soportan arcos colgantes con pesas. En la base de la estructura que corona el octogonal, hay una cadena de pequeños kokoshniks en forma de cuña. La alta escalera se apoya en arcos de arrastre.