L'histoire du monastère de la Trinité à Astrakhan commence en 1568, lorsque le tsar Ivan le Terrible envoya l'igoumène Kirill avec la mission de fonder dans la ville un monastère dédié à Nicolas le Miracleux. D'ici 1573, l'igoumène Kirill avait érigé l'église de la Sainte Trinité avec une salle à manger, un cellier, 12 cellules, deux caves, un jardin et une cuisine. Tous les bâtiments étaient en bois et entourés d'une clôture en planches. Au moment de la mort de l'igoumène Kirill en 1576, deux autres églises en bois avaient été construites dans le monastère : l'église de l'Entrée au Temple de la Sainte Vierge et celle de Nicolas le Miracleux. À l'origine, le monastère s'appelait le monastère de Nicolas, mais il a ensuite été renommé monastère de la Trinité en l'honneur de la cathédrale de la Sainte Trinité, consacrée le 25 juillet 1576. Dans les années 90 du XVIe siècle, le nouvel igoumène Théodose a commencé la reconstruction du monastère en pierre. Le 13 septembre 1603, la nouvelle cathédrale de la Trinité en pierre a été consacrée, à laquelle une chapelle a ensuite été ajoutée en l'honneur des Saints Martyrs Boris et Gleb. Sous l'igoumène Théodose, une cloche en pierre avec l'église de Saint Nicolas le Miracleux et une église en bois de l'Origine des Saintes Croix du Seigneur ont également été construites. En 1606, sous le nouvel igoumène Ion, la construction de l'église en pierre de l'Entrée de la Vierge avec des salles à manger adjacentes à la cathédrale de la Trinité a commencé. Cependant, l'achèvement de la construction a été retardé en raison du Temps des Troubles, et l'église n'a été consacrée qu'en 1620. En 1619, sous l'igoumène Raphaël, la construction des portes saintes en pierre avec l'église de l'Entrée du Seigneur à Jérusalem a commencé, achevée un an plus tard.

Après la révolution de 1917, la cathédrale de la Trinité a traversé de nombreuses épreuves. En janvier 1918, lors des combats à Astrakhan, l'église a été fermée par décision des autorités révolutionnaires. Après la destruction de la consistoire, son réfectoire a été transformé en archive, qui s'est retrouvée en désordre. L'église de la Trinité et une partie du kremlin ont été entourées d'une clôture, rendant l'accès aux croyants difficile. Les services religieux étaient rares en raison du faible nombre de la communauté. En octobre 1928, les autorités soviétiques ont définitivement confisqué l'église, l'ont pillée, et le chœur a été détruit et brûlé. Dans les années 1950, les archives ont été transférées, et dans les années 1970, des travaux de restauration ont commencé. Aucune des anciennes reliques du monastère n'a été conservée, mais le monastère lui-même reste une valeur spirituelle importante. Les premiers archevêques d'Astrakhan y sont enterrés : Onuphrius, Macaire et Raphaël. Autour de la cathédrale, les frères du monastère ont été enterrés, et au nord de l'église, selon la légende, dans une tombe commune reposent 441 Astrakhaniens, tués sur ordre de Stepan Razin. Le monastère de la Trinité garde également la mémoire du saint martyr Joseph, qui a fait le chemin de novice à archimandrite.