A finales del siglo XV y principios del XVI, se construyó una residencia de campo para el Gran Príncipe de Moscú, Basilio III, en la nueva aldea de Alexandrov. El elemento central de la corte principesca fue la Catedral de la Intercesión, que solo era superada en tamaño por las catedrales de la Asunción y de la Arcángel en el Kremlin de Moscú. La fecha de la consagración de la catedral está registrada en un libro de servicios del siglo XVI de la biblioteca del Monasterio de la Trinidad de San Sergio: "En el año 1513, el 11 de diciembre, fue consagrada la iglesia de la Intercesión de la Santísima Madre de Dios en la nueva aldea de Alexandrov, entonces el Gran Príncipe también entró en la corte".

La arquitectura del templo fue inspirada por el templo principal del Monasterio de la Trinidad de San Sergio, dedicado a la Santísima Trinidad. La mampostería de ladrillo de las paredes y bóvedas de la Catedral de la Intercesión contrastaba de manera espectacular con la mampostería de piedra blanca de las columnas, portales y decoración arquitectónica. Las decoraciones y ornamentos del templo son un ejemplo de la combinación de la decoración italiana y el tallado en piedra blanca de Moscú del siglo XV. A principios del siglo XVII, el diplomático sueco Pedro Petrey de Erlezunda describió la iglesia de la Intercesión como adornada con piedras de colores, lo que creaba una hermosa vista para los que pasaban.

El interior del templo incluía frescos del siglo XVI y trofeos reales, puertas del siglo XIV de las catedrales de Novgorod y Tver. El iconostasio original era una barrera de altar de piedra con frescos e íconos. El altar principal fue consagrado en honor a la Intercesión de la Madre de Dios. En la parte norte de la galería había un altar en honor a San Sergio de Radonezh, y en la parte sur, a San Nicolás el Milagroso. Bajo el altar había una cripta para enterramientos.

En el siglo XVII, el clero de la Catedral de la Intercesión estaba compuesto por un protopsalti, dos sacerdotes, un diácono, dos sacristanes, tres vigilantes y una panadera. Recibían un salario del tesoro real. Desde 1672, los pagos se realizaban en Alexandrov sin burocracia moscovita. Los clérigos también recibían grano, paño y artículos de iglesia. El protopsalti de la catedral era el superior de los sacerdotes de las aldeas cercanas.

En la iglesia de la Intercesión rezó el Gran Príncipe Basilio III, así como los zares Iván IV, Mijaíl Fiódorovich y Alexéi Mijáilovich. En 1682, la catedral pasó a estar bajo la administración del monasterio de la Asunción y fue reconsagrada en honor a la Santísima Trinidad. Los servicios eran dirigidos por los sacerdotes del monasterio, y las prosforas eran horneadas por las monjas.

En 1687, se instaló un nuevo iconostasio en la catedral para la llegada del zar Pedro I. En los siglos XVIII y XIX, se realizaron trabajos de reparación en la catedral. En 1922, se confiscaron los valores eclesiásticos de la catedral, y en 1923 fue transferida a un museo. En 1946, se reanudaron los servicios, y la catedral se convirtió en el único templo en funcionamiento en la zona. En 1992, con la apertura del monasterio, los servicios se reanudaron de acuerdo con la regla monástica. En 2010, se recreó el iconostasio de cinco niveles.