Собор Святой Троицы в Верхотурье на Урале считается первой и самой старой церковью города, впервые упомянутой в 1598 году, когда был основан сам город. Изначально это был небольшой деревянный храм с одним приделом. В XVII веке он уже имел статус соборного и находился под покровительством царей Михаила Феодоровича и Алексея Михайловича. Первая колокольня при соборе появилась к середине XVII века, так как в 1648 году для нее был отлит новый колокол на средства царского вклада.

В 1683 году собор сгорел, и на его месте построили новый деревянный храм, освященный в 1691 году, но и он вскоре был уничтожен пожаром. В 1699 и 1700 годах Петр I издал указы о строительстве на этом месте каменной церкви за казенный счет. Работы начались в 1703 году, а в 1709 году новый собор был освящен и до сих пор считается одним из красивейших в России. В XIX веке к нему были приписаны два храма: деревянный в честь иконы Божией Матери Одигитрии и каменный кладбищенский в честь Успения Божией Матери.

В 1959 году на международной конференции в Гааге Троицкий собор был признан одним из значимых памятников мира. За шесть лет усольские каменщики создали настоящее белоснежное чудо. Храм и высокая пятиярусная колокольня образуют гармоничную композицию. Храм, представляющий собой восьмерик на четверике, перекрыт большим сводом и увенчан пятиглавием. Четыре главы расположены по осям запад-восток и север-юг, опираясь на своды граней восьмерика и установлены на четырехугольных световых тамбурах с фронтонами. Все элементы украшены сложным узорочьем из фигурного кирпича и многоцветных изразцов, создавая впечатление драгоценного кружева. Это изящество позволило некоторым исследователям отнести собор к памятникам «московского» или «нарышкинского» барокко.

Декор Троицкого собора имеет некоторое сходство с убранством храмов в Поярково, Останкино и Путинках, а также с Благовещенским монастырем в Муроме и храмом Иоанна Предтечи в Толчково. Это свидетельствует о тенденции к пышной декоративности в архитектуре конца XVII и начала XVIII века, которую зодчие воплощали своими уникальными приемами. Особенно это заметно на примере колокольни Троицкого собора в Верхотурье.

Колокольня соединена с собором папертью с западной стороны и достигает высоты около 40 метров. Она состоит из пяти ярусов: двух четвериков и трех восьмериков. Такая конструкция была редкостью в начале XVIII века. Колокольня имеет два яруса звона, но колокола расположены только на нижнем. Венчает колокольню двойной шатер, что является редким явлением в русской архитектуре.

Гармония композиции храма и колокольни достигается благодаря единой системе декоративных мотивов. Окна паперти и нижних ярусов украшены наличниками в виде завитков, аналогичных тем, что на стенах собора. Карнизы и колонны также повторяют элементы декора храма. Переход к восьмерикам звона украшен поясом кирпичного декора, а арки завершаются кокошниками сложного профиля, способствуя плавному переходу форм.

Этот уникальный по красоте комплекс Троицкого собора в Верхотурье не избежал судьбы многих храмов в 1930-е годы. В 1932 году собор был закрыт, и в нем разместили кузницу. Несмотря на это, он сохранился в относительно хорошем состоянии. В 1940-е годы здесь находилась районная библиотека. Церкви собор вернули в середине 1990-х годов, и с 1998 года в нем возобновились богослужения.