Строительство собора проходило три года, в 1838 году была завершена черновая отделка храма.
7 сентября 1840 года был освящен правый придел собора в честь Рождества Пресвятой Богородицы; 18 января 1841 года – левый придел во имя святителя Николая Чудотворца; и, наконец, 31 мая 1841 года – главный престол во имя Святой Живоначальной Троицы.
Из Михаило-Архангельского храма в Свято-Троицкий собор была передана половина священных предметов: колоколов, книг и икон.
Храм окружала площадь, получившая название Троицкая. Руководил строительством Свято-Троицкого собора местный чиновник земского суда Ватлашев А.Р.
