Le 21 septembre 1797, l'archevêque de Tobolsk, Varlaam Petrov, a délivré un acte au protoïérei Alexeï Alexeïev de Krasnoïarsk. Le document indiquait que les paroissiens de Kansk avaient demandé de remplacer l'église en bois de Spasskaya par une église en pierre avec une chapelle dédiée à la Protection de la Vierge Marie. Des pierres et des planches avaient déjà été préparées pour la construction. Les travaux ont commencé le 18 mai 1800 et se sont achevés en octobre 1804. À ce moment-là, les travaux en pierre de l'église froide étaient terminés et la chapelle chaude était entièrement préparée, consacrée le 22 janvier 1805. L'église froide a été consacrée le 5 juin 1814.

Entre 1834 et 1839, une chapelle chaude dédiée à saint Nicolas de Myre a été construite du côté nord, consacrée le 18 janvier 1839, ainsi qu'un portique à quatre colonnes à l'entrée ouest, réalisés dans le style classique. En 1911-1912, l'architecte provincial V. Sokolovski a élaboré un projet de reconstruction, selon lequel une nouvelle chapelle sud, similaire à la nord, a été construite, ainsi qu'une annexe à la façade ouest avec le transfert du portique. Les voûtes de la salle à manger ont été surélevées et des fenêtres de lumière secondaire ont été ajoutées. Le niveau inférieur a acquis des formes classiques.

En 1937-1938, la cathédrale a été fermée, les dômes ont été enlevés et le bâtiment a été utilisé pour un aéroclub. En 1946, la cathédrale a été restituée aux croyants, mais en 1964, elle a de nouveau été fermée et un théâtre y a été installé, puis un musée régional.

En 1961, les niveaux supérieurs du temple à cinq dômes et du clocher, ainsi que les dômes des chapelles et des absides, ont été démontés. Les portiques des façades nord et sud ont été perdus. Une annexe dissonante a été ajoutée à la façade est, fermant les absides de l'autel. Certaines ouvertures ont été murées et les pièces ont été réaménagées.

En 1987, un projet de reconstruction graphique de la cathédrale a été réalisé à l'Institut d'État de Krasnoïarsk sous la direction de K.Yu. Shumov, Yu.I. Grinberg et A.G. Lavrov. L'auteur du projet était E. Slizhevskaya. En 1992, la cathédrale a été restituée aux croyants et partiellement restaurée. Le clocher et le carré du temple principal avec les cinq dômes ont été restaurés, et le principal autel a été consacré en l'honneur de la Sainte Trinité.

Le volume principal de l'église comprend une partie de temple carrée haute avec une abside semi-circulaire, une salle à manger et un clocher à niveaux. Les annexes tardives comprennent les chapelles nord et sud et l'annexe ouest. L'entrée principale est décorée d'un portique à quatre colonnes de l'ordre toscan.

Le haut carré du temple est couronné d'un dôme en forme et de cinq dômes. Le clocher est octogonal dans les niveaux supérieurs, avec un dôme sur un tambour octogonal. L'abside de l'autel est également surmontée d'une tête sur un tambour octogonal. La pièce carrée du temple principal est reliée à la salle à manger par des ouvertures en arc. Dans la partie ouest se trouve le vestibule de l'église avec un escalier menant au clocher. Dans l'annexe ouest se trouvent trois pièces.

Sur le carré du temple se trouvent des fenêtres de lumière secondaire avec une finition semi-circulaire, et dans la salle à manger, des ouvertures rondes de lumière secondaire. Le carré est couronné d'une demi-tête, avec une fenêtre ronde sur l'axe central. De chaque côté s'élèvent des tambours octogonaux à deux niveaux des dômes. Le tambour du petit octogone est percé de fenêtres étroites. La chapelle sud est couronnée d'un dôme en forme sur un tambour octogonal.

Les ouvertures des fenêtres sont entourées d'un profilé et reposent sur des appuis de fenêtre. L'ouverture ronde du carré est entourée d'un profilé fin. La corniche du 1er niveau a un frise plat. Les angles du clocher sont traités avec des pilastres, et les ouvertures du niveau des cloches, avec des archivoltes. Le clocher est décoré de corniches avec des consoles. Les fenêtres de lumière secondaire sont entourées de profilés. Les angles du carré sont traités avec des pilastres avec des panneaux. Les murs de la salle à manger et des absides sont couronnés de corniches.

L'intérieur se développe le long de l'axe longitudinal du bâtiment, incluant l'annexe ouest, le vestibule, la salle à manger et le temple lui-même avec l'abside. L'intérieur du temple se développe en hauteur, avec un rôle actif de la voûte de la salle à manger et des fenêtres de lumière secondaire.

La cathédrale, monument d'architecture du XIXe siècle, est le plus ancien bâtiment en pierre de Kansk et un exemple de l'école eniseyenne du baroque sibérien tardif. Le volume principal comprend un haut carré avec cinq dômes. Les chapelles s'attachent au nord et au sud, à l'ouest, la salle à manger et le clocher. La cathédrale est située sur la place centrale du centre historique de Kansk et constitue une importante dominante urbaine.