Первая деревянная Троицкая церковь, стоявшая на месте собора, была возведена в 1674-1675 годах. Несколько лет спустя деревянная церковь сгорела от пожара, и на ее месте был возведен каменный храм. Колокольня была воздвигнута в 1723 году. В наше время этот шедевр нарышкинского барокко является гордостью Саратова и предметом восхищения гостей города.