В 1845 году в Яранске началось строительство Троицкого собора, который стал крупнейшим и самым богатым храмом города, выполненным в русско-византийском стиле, популярном в России того времени. Этот храм является одним из самых ярких и монументальных в Кировской области и наиболее известным из всех, построенных в Вятской губернии по проектам архитектора Константина Тона. Несмотря на то, что он достоин столичного города, собор находится в провинциальном Яранске, старинном купеческом городке. Его впечатляющий внешний вид торжественно встречает всех, кто приезжает в город. Троицкая церковь, наряду с Успенским собором, является визитной карточкой Яранска.

Первоначальное здание Троицкой церкви с колокольней было построено и освящено 19 октября 1694 года, но спустя полтора века оно обветшало, и ремонт уже не мог его спасти. В 1844 году старую церковь разобрали, оставив только колокольню 1698 года, а лучшие материалы использовали для строительства нового храма, начатого годом позже. В 1857 году собор был завершён и освящён. Строительство новой колокольни началось в 1878 году по проекту архитектора А.С. Андреева и завершилось в 1889 году. До Октябрьской революции на ней висело 21 колокол. Колокольня, выполненная в стиле башен Московского Кремля, возвышается на 66,5 метра и открывает великолепный вид на Яранск. До революции жители города сверялись по ней с временем, так как крупнейший колокол весом более двух тонн отбивал часы. Архитектура колокольни отличается от канонов русско-византийского стиля, но она гармонично сочетается с церковью. В годы атеизма колокольня лишилась креста, который был спилен и сброшен.

В основании утраченной святыни сохранилась надпись, обнаруженная реставраторами: "кован 25 августа 1878 года". Благодаря меценату Николаю Ивановичу Сушенцову 4 ноября 2001 года колокольня обрела новый крест. Яранская газета "Отечество" писала: "Воскресный день 4 ноября, день почитания Божией Матери, стал плодом трёхлетних усилий. Крест был доставлен из Республики Марий Эл. В храмах прошли молебны, посвящённые Богородице, а в Троицком, воздвижению креста на колокольню. Затем состоялось освящение и крестный ход. Операция по водружению креста прошла с затаённым дыханием собравшихся, так как верхолазы работали без страховки. В полдень крест воссиял над Яранском, ознаменовав избавление от власти зла".

Новый Троицкий храм с колокольней был построен благодаря помощи меценатов, таких как купцы Унженины, Носовы, Рощины, Сазоновы, Бабенины. Общие расходы на строительство составили 23 817 рублей 99,5 копеек. Купец 1-й гильдии И.В. Лесников пожертвовал 15 000 рублей и прислал в храм Евангелие стоимостью 1700 рублей и весом 14,33 килограмма. Купец Кузьма Беляев, знакомый с Александром Герценом, получил чертежи у архитектора Тона и привёз их в Яранск. Троицкий храм Константина Тона получился пышным как снаружи, так и внутри. Он имеет восемь алтарей, три из которых расположены в подвале, а два, на хорах. Собор, устремившийся к небесам на 41 метр, дарует ощущение покоя и умиротворения. Изначально его окрасили в красный цвет кирпича, но позже, ближе к началу XX века, ансамбль перекрасили в бело-розовые тона.

В 1935 году церковь была закрыта, и её помещения использовались в хозяйственных целях: здесь было зернохранилище, мастерская, котельная и пекарня, из-за чего происходили возгорания. Некоторое время здесь размещался кинопрокат. В 1991 году здание вернули верующим. Летом 1998 года, накануне праздника Живоначальной Троицы, здесь прошла первая служба. В 1998 году церковь получила статус собора, а с 2015 года в ней находятся мощи преподобного Матфея Яранского.