En 1897, au nord de l'église de l'Assomption et à l'est de la cathédrale Iversky, la construction d'un nouveau temple cathédral majestueux a commencé. L'historien et restaurateur de Nijni Novgorod, A. I. Davydov, dans son article "Cathédrale de la Trinité du monastère Iversky de Vyksa", note que le complexe monastique n'avait pas été conçu sous la forme qu'il a prise au début du XXe siècle. Le territoire du monastère s'est progressivement élargi, et les églises, le clocher, les cellules et d'autres bâtiments ont été érigés à des époques différentes par différents architectes. Cependant, le choix de l'emplacement pour la nouvelle cathédrale, où se trouvait auparavant une chapelle en bois, n'était pas fortuit : la logique architecturale exigeait l'édification ici d'une structure majestueuse qui deviendrait le centre de l'ensemble.

Le projet de la cathédrale a été élaboré par l'architecte moscovite P. A. Vinogradov, prenant comme base le temple principal du monastère de Nikolo-Ugrech, créé par A. S. Kaminsky. Ce choix était symbolique, car dans le monastère d'Ugrech, le saint Varvara de Gethsémani a été ordonné hiérodiaque. Cependant, la cathédrale de la Trinité n'est pas une copie : Vinogradov a utilisé une solution spatiale-volume, mais a interprété les détails à sa manière. Davydov note que sur les façades du bâtiment se combinaient d'énormes archivoltes imitant des arcs, un puissant rustique "diamanté" et de petits détails de garnitures, ce qui conférait à la cathédrale non seulement une grandeur, mais aussi une pompe. La construction a duré longtemps : en 1900, les murs et les voûtes étaient prêts, en 1902, les dômes, et en 1906, la finition intérieure a été achevée. L'ordination était prévue pour 1906, mais elle a été reportée en raison de la mort du saint Varvara de Gethsémani et d'autres raisons. En fin de compte, le temple a été consacré en 1909, et ses deux chapelles, en 1912.

Les contemporains ont noté la majesté de la cathédrale. Le métropolite de Moscou et de Kolomna, Vladimir Bogoyavlensky, a déclaré que "un tel temple serait rare même à Moscou". La superficie de la cathédrale était de 1400 mètres carrés, la hauteur jusqu'à la croix sur la coupole centrale dépassait 50 mètres, et elle pouvait accueillir jusqu'à 4000 fidèles. Parmi les reliques, l'icône de la Mère de Dieu d'Iversky et la statue du Christ Pleureur étaient particulièrement vénérées. Pendant les années soviétiques, le sort de la cathédrale et de tout le monastère Iversky a été tragique : en 1919, ils ont été fermés, et à l'été 1927, le temple principal a été détruit par une explosion. Les têtes, tambours et voûtes se sont effondrés, mais les murs porteurs principaux ont résisté et sont devenus la base de la restauration.

La renaissance du monastère Iversky de Vyksa a commencé à la fin du XXe siècle. En 1991, une communauté religieuse a été enregistrée, qui est devenue un monastère en 1997. La restauration du temple principal a commencé, et en 2003, le vestibule a été consacré. Il reste encore loin d'une restauration complète, mais les travaux se poursuivent. La cathédrale de la Trinité est entourée d'échafaudages, la voûte a été érigée, des tambours ont été installés, sur lesquels les dômes avec des croix dorées seront bientôt élevés.