Енотаевский район выделяется в Астраханской области по числу православных храмов, почти в каждом селе есть свой. Астраханская епархия, основанная в 1602 году, в 1829 году была переименована в Астраханскую и Енотаевскую, и в уездном городе Енотаевске была учреждена викарная кафедра. В 1840 году здесь открылся Свято-Троицкий кафедральный собор, третий по значимости после Успенского собора в астраханском кремле и Покровского собора.

Собор был построен по проекту петербургского архитектора с французскими корнями Иосифа Ивановича Шарлеманя. Он, как почетный вольный общник Императорской академии художеств и статский советник, известен проектами многих зданий, включая православные храмы в Петербурге, Казани и на Кавказских Минеральных Водах. Ампирный собор-ротонда с дорическим портиком и колокольней был заложен в Енотаевске в 1832 году в честь победы в Отечественной войне 1812 года. В 1850-х годах храм был дополнен приделами, что изменило его первоначальную архитектурную легкость.

Интересно, что до 1932 года Свято-Троицкий собор в Енотаевке имел «близнеца» в Петербурге, храм святого князя Владимира, построенный по проекту Шарлеманя в 1834-1838 годах. Этот храм был закрыт и взорван в 1932 году, и он был очень похож на енотаевский по архитектуре.

При Свято-Троицком соборе действовала воскресная школа, а в Енотаевске было Духовное училище. В 1937 году собор был закрыт большевиками, которые, не сумев его разрушить, устроили в нем склады. Большинство икон было уничтожено. Храм вернули верующим в 1988 году, началось его восстановление.

12 июня 1990 года, в День святых апостолов Петра и Павла, собор был освящен владыкой Филаретом Карагодиным.

В 2013-2014 годах проведены работы по сохранению собора: выполнена гидроизоляция по периметру, реставрация кровли с заменой обрешетки, воссозданы исторические главки и кресты, отреставрирована кирпичная кладка и штукатурка, воссозданы оконные блоки.