Собор Троицы Живоначальной дал начало Троице-Варницкому монастырю. Возведение здесь первой церкви, посвященной Святой Троице, окутано легендами и преданиями.
Самая популярная версия утверждает, что церковь построили люди на месте дома, где родился и вырос в обедневшей боярской семье Сергий Радонежский. В этих местах, будучи ещё мальчиком, он встретил посланца Бога, который сказал его родителям: в этом мальчике будет обитать Святая Троица.
Также этот посланник в образе старого монаха сотворил чудо - Варфоломей (мирское имя Сергия) никак не мог научиться грамоте и просил старца помолиться за него, а тот в ответ дал ему просфору и сказал, что впредь он будет грамотней всех своих сверстников. Мальчик пригласил старца в дом, где его родители радушно приняли монаха. Будущий святой взял книгу и чудесным образом стал хорошо читать псалмы.
На месте, где происходили эти чудеса и был заложен храм Троицы Живоначальной в 1427 году, спустя пять лет после обретения мощей святого. Каменным Троицкий собор стал в 1763-1771 годах.
После революции 1917 года монастырь закрыли, практически все здания, в том числе и собор, разрушили, сохранилась только Введенская церковь и некоторые кельи. Восстановление монастыря началось в 1995 году, Троицкий собор отстроили заново очень похожим на тот, каким он был раньше. Красный с белым декором храм с высокой фигурной колокольней является настоящим украшением обители.
