Собор, построенный в 1864 году, имел три престола. Главный – во имя Пресвятой Троицы. С правой стороны – в честь Казанской иконы Божией Матери. С левой стороны – престол во имя первоверховных апостолов Петра и Павла. Главный иконостас собора был большой, трехъярусный, искусно выполненный в классическом стиле по проекту известного Петербургского профессора живописи А.М. Горностаева.
Именно с Троицким собором связаны деятельность многих известных духовных лиц, которые нашему поколению нужно знать и помнить. Среди них знаменитый пастырь Земли Русской св. прав. Иоанн Кронштадский, который во время своего визита совершал Богослужение в Троицком соборе, епископ Тихвинский Андроник, протоиерей Василий Богословский, протоиерей Косьма Преображенский и многие другие.
Торжественно-величественный и монументальный предстает собор на множестве фотографий, выполненных до перестройки храма в 30-х годах 20-ого столетия. Именно в это время собор был приспособлен под городской театр. Храм утратил свое градообразующее значение, историко-художественную значимость как один из интересных образцов позднеклассического стиля в культовом зодчестве. Своей академической росписью собор славился среди уездных городов России.
До настоящего времени сохранились на чердаке перестроенного храма изображения святых евангелистов.
На данный момент Русской Православной Церкви передан нижний храм собора. Храм благоустраивается и в нем постоянно совершаются богослужения. Сделан косметический ремонт – штукатурка, побелка. Приобретена утварь для богослужения. ЗАО ‘Инженерный центр ГРАНТ’ г. Волгодонск разработали проект иконостаса для нижнего храма собора и уже изготовлена одна из четырех частей.
Верхний храм власти обещают передать в 2015 году.