Троицкий храм, второй по счету каменный, был возведен в 1747 году по распоряжению Московской Духовной консистории по просьбе помещицы из Путивля и Рыльска Анны Забелиной, сестры настоятеля игумена Матфея (Лукашева). Храм освятили в 1751 году, и в нем начали проводить богослужения, поскольку отделка главного Николаевского собора затянулась на долгие годы. Троицкий храм также постоянно улучшали и реконструировали. С северной стороны были пристроены приделы, которые в 1792 году разобрали из-за необходимости кирпича для хозяйственных нужд. В 1852 году чугунные полы заменили на деревянные и построили новое крыльцо, а в 1858 году обновили кровлю железом и украсили купол золотыми звездами. В 1883 году провели капитальную внутреннюю отделку, а через два года обновили внешний вид храма. В советские годы храм частично разрушили, но в настоящее время его успешно восстанавливают.