L'église a été construite entre 1831 et 1836 grâce aux fonds des marchands Mikhaïl et Prokhor Sarytchev. En plus de l'autel principal, il y avait également les autels de l'archange Michel et des saints princes Boris et Gleb. Jusqu'en 1870, l'église avait le statut de dépendance, et sous l'archevêque Antonin de Vladimir et Souzdal, elle a été renommée cathédrale de la ville.

Dans les années 1950, la cathédrale a perdu son clocher et son dôme à cinq coupoles, après quoi son bâtiment a été reconstruit et est devenu une maison de la culture. De nos jours, une croix commémorative est installée près des murs de la cathédrale. En 2006, une nouvelle communauté de la paroisse de la Sainte-Trinité a été formée, et le travail a commencé pour ramener la cathédrale dans le giron de l'Église orthodoxe russe.