Après le baptême des habitants de Murom, le prince bienheureux Constantin a commencé la construction d'églises dans la ville. L'une d'elles, dédiée aux martyrs Boris et Gleb, aurait été érigée à l'emplacement de l'actuel monastère de la Trinité. La date exacte du remplacement de l'église en bois de Boris et Gleb par l'église en bois de la Trinité est inconnue, mais elle est mentionnée dans le Livre des recensements de 1624 : "En face du monastère de l'Annonciation se trouve l'église en bois de la Sainte Trinité avec un toit en forme de tente, un porche, un croix blanche en fer et une coupole, ainsi qu'une chapelle de Boris et Gleb. Dans l'église se trouvent des icônes, des bougies, des vases liturgiques et des ornements, et des cloches pendent dans le clocher. Tout cela a été construit grâce aux fonds du marchand muromien Boris, fils de Semyon, et de son fils Bogdan". Ces marchands, connus sous le nom de Tsvetnovy, commerçaient des produits de Moscou, y compris des peintures, et vivaient à proximité de l'église de la Trinité, lui apportant soutien et devenant ses bienfaiteurs.

En 1642, Bogdan Tsvetnov a posé la première pierre de l'église en pierre de la Trinité à l'emplacement de l'ancienne en bois. La construction a duré environ un an, comme l'indique l'inscription sur le mur de l'église : "En 1642, le 21 août, la construction de cette église a commencé. Achevée le 6 août 1642 grâce aux efforts et aux fonds du marchand Tarasiy, fils de Bogdan Tsvetnov, pour la gloire du Père, du Fils et du Saint-Esprit". Après l'achèvement de la construction, Tarasiy Tsvetnov s'est adressé à l'évêque de Riazan, Moïse, pour demander la fondation d'un monastère féminin à l'emplacement de la paroisse de la Trinité, proposant de donner sa cour et d'acheter le terrain voisin. L'évêque a soutenu cette initiative, et Tsvetnov a déplacé l'église de la Précurseur pour libérer de l'espace pour le monastère. Il est probable que Tarasiy se soit ensuite retiré au monastère de l'Annonciation voisin. Le monastère qu'il a fondé a continué à se développer, attirant de nouveaux donateurs, et en 1663, il a reçu des maisons de paysans par un décret royal.

En 1921, le monastère de la Trinité a été fermé, et ses bâtiments sont restés sans surveillance, ce qui a conduit à leur délabrement. À partir de 1933, le monastère a été utilisé par l'armée, et ses locaux ont servi d'entrepôts. En 1936, certaines chapelles ont été démolies, et les matériaux ont été utilisés pour construire une école. À partir de 1941, l'ancienne cathédrale de la Trinité a abrité l'atelier nommé d'après Kroupskaya, qui s'occupait de la fabrication de chaussures. Après la guerre, le monastère a été transformé en appartements communaux. Dans les années 1970, son ensemble a été placé sous protection d'État en tant que monument d'importance républicaine et a subi des réparations cosmétiques.

Le 15 mai 1991, le monastère de la Trinité a été remis à l'Église, devenant le premier monastère féminin restauré dans l'éparchie de Vladimir. À la fin mai, les premières religieuses sont arrivées du monastère de la Trinité-Sergius de Riga. La première liturgie a eu lieu le 26 mai dans l'église de Kazan. La petite consécration de la cathédrale de la Trinité a eu lieu le 21 juillet. L'église a été entièrement restaurée, bien que certains changements dans son apparence suscitent des débats. Entre 2008 et 2011, des fresques ont été réalisées dans la cathédrale. Les croix sur les coupoles de la cathédrale, œuvres des forgerons de Murom du XVIIe siècle, ont été restaurées dans les années 1990. La principale relique de la cathédrale et du monastère est les reliques du prince Pierre et de la princesse Févronia, ainsi que la croix-reliquaire de Vilnius, qui est apparue à Murom en 1658.