Троицкий собор города Подольска был построен в 1819—1832 гг. в честь победы в Отечественной войне 1812 г. Храм имеет два придела: в честь Успения Божией Матери и во имя святых апостолов Петра и Павла.
Собор создавался архитектором О.И.Бове как композиционный центр всей городской застройки, определяющей архитектурный облик Подольска. Он, единственный среди храмов южного Подмосковья, построенных в стиле классицизма в первой половине XIX в., имеет пятиглавое завершение. С западной стороны к собору примыкает трехнефная трапезная и трехъярусная колокольня. В трапезной Успенский и Петропавловский приделы.
В 1921 г. в соборе совершил всенощное бдение и Божественную литургию святитель Тихон, Патриарх Всероссийский.
В 1929—1937 гг. сначала диаконом, а затем священником в Троицком соборе служил священномученик Петр (Ворона), расстрелянный 11 декабря 1937 г. и причисленный к лику святых в 2000 г.
В сентябре 1990 г. настоятелем Троицкого собора и благочинным церквей Подольского округа назначен протоиерей Александр Ганаба. В это время Троицкий собор стал школой для будущих пастырей. Более пятидесяти священнослужителей прошли здесь подготовку и получили основы знаний для пастырского служения, а по рукоположении проходили тут богослужебную практику.
9 сентября 2001 г. Троицкий собор посетил Святейший Патриарх Московский и всея Руси Алексий II.
В 2002 г. при соборе была создана Православная молодежная организация «Протос», призванная объединить подростков в труде, в занятиях, отдыхе и паломничествах.
Рядом с собором устроен крестильный храм для крещения взрослых полным погружением, освященный в честь священномученика Владимира, митрополита Киевского и Галицкого.
Единственный городской собор Подмосковья, не закрывавшийся в советские годы.