Свято-Троицкий летний собор является центральным элементом архитектурного ансамбля Соликамска. Его строительство началось в 1684 году по благословению Вятского епископа Ионы Баранова на средства местных жителей. Согласно преданию, когда средства иссякли, строители обратились за помощью к царям. В 1688 году по указу Иоанна и Петра Алексеевичей и царевны Софьи из Новгородского приказа было выделено 200 рублей на завершение строительства собора. Эти деньги позволили не только достроить храм, но и украсить его. В память о царском пожертвовании в южную стену храма был вставлен изразец с гербом, который, к сожалению, был уничтожен после революции 1917 года.

В соборе было три престола: главный, освященный в честь Святой Троицы в 1697 году, южный, в честь Иоанна Предтечи в 1689 году и западный, в честь святителя Николая в 1693 году. В XVIII-XIX веках собор стал приходским храмом, а в 1916 году, кафедральным. Он оставался действующим до 1929 года, несмотря на попытки его закрытия. В 1929 году собор был закрыт, а его имущество уничтожено.

В том же году здание передали краеведческому музею. После ремонта в соборе разместили выставки, посвященные истории Соликамска и сельскому хозяйству. В 1938 году экспозицию закрыли, но здание использовали как склад во время войны. В 1960-1970-х годах собор был отреставрирован. В 1982 году его вновь передали музею, а с 1992 года в нем размещается экспозиция, посвященная местному празднику Девятая Пятница.

Несмотря на обсуждения о передаче собора Церкви, он остается в ведении музея. Архитектура собора, с его пятиглавием и богатым декором, сохранилась почти полностью. Особое внимание привлекают теремные крыльца и жучковый орнамент, характерный для соликамских памятников. В соборе также находились склады для купеческих товаров. В 1943 году шпиль колокольни обрушился, но был восстановлен в 1957 году. Сейчас в колокольне размещается отдел природы музея.