На месте устаревшей деревянной церкви в 1709 году было закончено строительство Свято-Троицкого собора, который сейчас является древнейшим каменным собором во всей округе. Он построен в необычном стиле московского барокко, что делает храм уникальным и светлым в архитектурном плане.
Интересно, но это единственный храм Верхотурья, где разрешено проводить обряды венчания и крещения. Причина этого в том, что все остальные церковные учреждения являются монастырскими. Троицкий собор хранит в себе особо почитаемые реликвии – икону “Неупиваемая чаша” и образы Казанской Богородицы 18 века.
В 1959 г. храм получил статус памятника архитектуры мирового значения ЮНЕСКО. Постановлением Совета Министров РСФСР № 1327 от 30 августа 1960 г. включен в список исторических памятников, подлежащих охране как памятники государственного значения.