La iglesia catedral de la Santa Trinidad, construida en estilo bizantino, fue edificada a imagen de la Catedral de la Asunción del Kremlin de Moscú. La construcción se prolongó durante mucho tiempo, y en 1688 se asignaron fondos adicionales para su continuación. La finalización de los trabajos se data en 1706, cuando también se completó la construcción del cercado del monasterio. Originalmente, hasta finales del siglo XVIII y principios del XIX, la catedral tenía un solo altar.

La catedral es un edificio de cuatro pilares, tres ábsides y cinco cúpulas. Al sur se adosa un pórtico, y al oeste, una torre campanario de tres niveles. Todas las ventanas, excepto las que estaban en el pórtico que fue desmantelado más tarde, se han conservado en su lugar. Las cruces en las cúpulas fueron doradas, y las cúpulas, cubiertas de hojalata, fueron reparadas. El techo de hierro está pintado de verde. El suelo de madera fue reemplazado por losas de hierro fundido. La cal de las paredes indica que a mediados del siglo XVIII el templo no estaba pintado. La torre campanario terminaba en una cúpula, una linterna y un pináculo, y los vanos estaban cercados con balaustres torneados. En 1803 se decidió desmantelar la torre campanario de la catedral de la Trinidad debido a la construcción de una nueva iglesia del monasterio, la de Tikhvin.

Así, a principios del siglo XIX, la apariencia de la catedral de la Trinidad cambió significativamente. La composición original del monumento se perdió: desaparecieron el pórtico de dos pisos y la torre campanario de tres niveles, y se modificaron las fachadas y el techo. En 1851, el vestíbulo fue considerablemente ampliado y transformado en un refectorio con dos capillas, una cúpula y una linterna. Para el paso del refectorio a la catedral, se desmanteló parcialmente la pared occidental. Sobre el refectorio se alzaba una cúpula con una linterna.

En 2002 comenzó la resurrección del monasterio como femenino. Desde 2007 se llevan a cabo trabajos de restauración: se han realizado trabajos en el techo de la catedral de la Trinidad, restauración de la cúpula, la torre sureste, la pared oriental del cercado del monasterio y un fragmento interior de la pared sur.