A principios del siglo XIX, los comerciantes de la ciudad de Osa se enfrentaron a una elección: construir un ferrocarril o un nuevo templo. Se decidió que para la provincia de Perm, el templo era más importante, ya que el río Kama, que fluye cerca, aseguraba el transporte de mercancías por toda Rusia. En 1902 comenzó la construcción de la Catedral de la Santísima Trinidad. El arquitecto Alexander Turchievich de Perm diseñó el edificio en estilo ruso-bizantino con elementos de la arquitectura antigua rusa. Los ciudadanos financiaron activamente el proyecto, y los comerciantes de la segunda guilda, los Osipov, Anna Pavlovna y su hijo Ivan Alekseevich, donaron alrededor de 8 mil rublos.

El arquitecto falleció en 1909, sin esperar la finalización de la construcción. Todas las donaciones fueron registradas cuidadosamente. Por ejemplo, de 1912 a 1915 se recaudaron 15,757 rublos con 78 kopeks. De estos fondos, 2,000 rublos fueron destinados al artista moscovita Shvarev por los íconos para el iconostasio, y 32 rublos al comerciante Lyubimov por el transporte en barco a Osa. En 1916, la catedral fue terminada y consagrada en la festividad de la Santísima Trinidad el 16 de junio, aunque el campanario quedó sin terminar. El majestuoso edificio, de más de 50 metros de largo, más de 45 metros de ancho y más de 40 metros de alto, fue construido con ladrillos rojos de las fábricas de los príncipes Golitsyn y Tupitsin y se calentaba con estufas belgas.

En 1930, la catedral fue cerrada por decisión del comité ejecutivo y se utilizó para diversos fines: como museo, talleres, gimnasio de un instituto técnico e incluso como estación de autobuses. Tres incendios en 1967, 1968 y 1971 y la falta de mantenimiento llevaron el edificio a la ruina. Una nueva vida para el templo llegó el 30 de mayo de 2004, cuando se volvieron a celebrar servicios y ceremonias de matrimonio, bautismo y funerales.