La cathédrale de la Sainte-Trinité à Krasnoslobodsk est l'un des premiers édifices religieux de la ville et un monument architectural des XVIIIe-XIXe siècles. Les premières mentions de services en ce lieu datent de 1620. Le prêtre et historien local du XIXe siècle N. Sokolov affirmait que la cathédrale avait été construite en même temps que la forteresse de la ville et avait été érigée au début du XVIIe siècle. L'historien local I. Belyaev se réfère également au "Livre des scribes" de Fiodor Maloy, confirmant que l'église de la Sainte-Trinité avait été construite entre 1613 et 1614. À l'origine, la cathédrale était en bois, et entre 1655 et 1682, l'église d'Ilia a été construite à proximité, servant d'église chaude. En 1763, par décret de la Consistoire spirituelle de Tambov, l'église d'Ilia a été séparée de la cathédrale et est devenue une paroisse indépendante. Plus tard, elle a été déplacée hors de la forteresse et est devenue l'église de l'Annonciation.

En 1765, une nouvelle église en bois a été construite à l'emplacement de l'église d'Ilia en l'honneur de la Mère de Dieu de la Source Vivante. Jusqu'à la fin du XVIIIe siècle, trois églises en bois se trouvaient sur la place principale de la ville : la Sainte-Trinité, l'Ilia et celle de la Source Vivante. Entre 1778 et 1781, un temple en briques a été construit avec le soutien du marchand A.T. Milyakov. En 1780, Milyakov a achevé la construction de la cathédrale, qui a été érigée à 10 sazhens des anciennes églises. Les églises en bois ont été démolies dans les années 1790, et leurs matériaux ont été utilisés ailleurs.

La cathédrale construite par Milyakov a duré environ 80 ans, subissant des reconstructions et des modifications après l'incendie de 1817. En 1829, deux chapelles ont été supprimées, et la cathédrale a été agrandie. En 1862, la cathédrale avait besoin de réparations, et un devis de 12 183 roubles a été établi. La reconstruction a été achevée en 1866, et en 1875, le clocher a été rénové. En 1881, une cloche pesant 500 pouds a été fondue. On sait que l'architecte Yeletsky a participé à la reconstruction de la cathédrale.

À la fin du XIXe siècle, la cathédrale de la Sainte-Trinité était un bâtiment en pierre de 20 sazhens de long et 12 sazhens de large, construit en forme de croix grecque. Le bâtiment était de plain-pied avec cinq coupoles et un haut clocher. Les Milyakov ont également construit d'autres églises en pierre dans la ville, telles que l'église de la Protection, l'église de l'Annonciation et l'église de Smolensk.

Après la révolution de 1917, toutes les églises de la ville ont été fermées. En 1935, un décret a été reçu pour la destruction de toutes les églises de Krasnoslobodsk. De 1936 à 1939, les temples ont été pillés et détruits. La cathédrale de la Sainte-Trinité a été adaptée à la production industrielle, devenant une partie du district de Krasnoslobodsk. En 1951, le bâtiment de la cathédrale a été réaménagé pour un atelier de menuiserie. Les fresques de la cathédrale ont été recouvertes, et actuellement, la cathédrale est utilisée comme atelier d'une usine de filature et de tissage.