La catedral de la Asunción, construida por orden del zar Iván el Terrible, se erigió entre 1559 y 1585. Arquitectónicamente es muy similar a la catedral homónima del Kremlin de Moscú, que le sirvió de modelo, pero la supera en tamaño. Es el templo más grande del monasterio de la Trinidad, sin embargo, su majestuosidad no eclipsa las construcciones más antiguas y pequeñas del monasterio. La catedral de la Asunción limita la plaza catedralicia por el lado este.

La pintura mural que adorna las paredes, columnas y bóvedas de la catedral fue creada en 1684 por un grupo de iconógrafos de Yaroslavl y de la Trinidad bajo la dirección del maestro Dmitri Grigoriev. El interior de la catedral se complementa con un enorme iconostasio tallado de cinco niveles de principios del siglo XVIII, con íconos del siglo XVII y dos magníficos candelabros de bronce, fabricados en la Armería en el siglo XVII.

Las principales reliquias de la catedral son las reliquias del santo Inocencio, metropolitano de Moscú, y del venerable Máximo el Griego. Están abiertas a la veneración en la época cálida del año, cuando la catedral de la Asunción se convierte en el templo principal para los servicios religiosos del monasterio.

La catedral de la Trinidad, que es el templo catedralicio principal y el más antiguo de las estructuras conservadas del monasterio de la Trinidad, fue construida en 1422 por el venerable Nikon en honor al fundador del monasterio, el venerable Sergio de Radonezh. En la urna de plata descansan las reliquias del venerable Sergio, la principal reliquia del monasterio.

La catedral de la Trinidad, de piedra blanca, es uno de los monumentos clave de la arquitectura temprana de Moscú. Su construcción marcó el inicio de la formación de un conjunto arquitectónico único del monasterio. La pintura más antigua de las paredes interiores, realizada entre 1425 y 1427 por los iconógrafos Andréi Rublev y Daniil Chorny, lamentablemente no se ha conservado. La pintura actual, creada en 1635, reproduce la antigua iconografía. La principal riqueza artística de la catedral de la Trinidad, su iconostasio de cinco niveles, la mayoría de cuyos íconos fueron creados en la primera tercera parte del siglo XV por Andréi Rublev y maestros de su círculo.