Собор Троицы Живоначальной был заложен в 1818 году как каменная трёхпрестольная церковь в стиле классицизма. Первоначально здание предназначалось под молельный дом старообрядцев, который власти не разрешили достроить и освятить. До 1838 года храм оставался недействующим. В 1838 году Я. М. Рязанов (иногда храм называется Рязановским) и некоторые его сторонники примкнули к единоверию, отличавшемуся от ортодоксального старообрядчества тем, что служба по старому чину проводилась в единоверческих храмах священниками, которых назначали местные православные архиереи.
Северный придел, освящённый 12 октября 1839 года, возводился во имя святителя Иоанна Златоуста. Южный придел, во имя Николая Чудотворца, был освящён 13 октября 1849 года. Спустя 2,5 года, 13 мая 1852 года был освящён главный храм в честь Святой Живоначальной Троицы.
В 1854 году к храму была пристроена каменная колокольня.
