La catedral de la Trinidad de Velsk, que tiene tres altares, fue construida a mediados del siglo XVIII y posteriormente fue remodelada varias veces en el estilo neoclásico de principios del siglo XIX. Arquitectónicamente, era un cuadrado de dos luces con dos ábsides en el altar, rematado con un decorativo cinco cúpulas, una sala de comidas y un campanario de tres niveles con aguja. Los altares fueron consagrados en honor a la Santísima Trinidad, la icono de la Madre de Dios "Tolguinskaya", y a los santos Atanasio el Grande y Juan el Misericordioso.

Entre las reliquias de la iglesia se mencionaba un Evangelio manuscrito, donado en 1557 a la iglesia de Nicolás por Vasili Parfeniev. La segunda iglesia catedral, la iglesia de la Transfiguración de Velsk, fue construida en 1913. Sus altares están dedicados a la Transfiguración del Señor, al archidiácono Esteban y al venerable Serafín de Sarov.

A la catedral pertenecían tres templos: la iglesia de la Asunción del cementerio, construida entre 1795 y 1802 y que se ha conservado hasta nuestros días; la iglesia de Nicolás del cementerio, erigida en 1908 y actualmente perdida; así como la iglesia de la Protección, construida en 1898 en la aldea de Ovsianikovo en el distrito de Ust-Velsk (actualmente el pueblo de Pokrovskoye).

La catedral de la Trinidad fue cerrada en la década de 1930 y para la década de 1950 estaba completamente destruida. Ahora en su lugar se encuentra el edificio del antiguo comité del distrito, donde actualmente se ubica la fiscalía, y pasa una vía pública.