Собор Святой Живоначальной Троицы в Анадыре строился несколько лет, в основном на частные пожертвования, и был закончен в 2005 году. Решение о его строительстве принималось в том числе из-за недостаточной вместительности Преображенской церкви, бывшей в то время местным кафедральным собором на Косе Александра. За год до окончания постройки нового собора, в 2004 году, недалеко от него была установлена статуя Николая Чудотворца, и теперь бронзовый памятник и деревянный храм образуют ансамбль, привлекающий паломников и туристов.
Уникальность Троицкого собора как архитектурного сооружения в том, что это единственная на Чукотке деревянная церковь и крупнейшая в России, возведенная на вечной мерзлоте.

Построенный по проекту архитектора Павла Аверченко, храм был полностью собран в Омске, где простоял почти два года для усадки. Затем в разобранном виде его перевезли в Анадырь и собрали заново. В строительстве принимали участие прихожане и жители города.

Собор Святой Живоначальной Троицы является самой большой в мире действующей деревянной церковью. Внутри храма на площади 600 квадратных метров одновременно могут поместиться до тысячи прихожан. А высота сооружения — около 25 метров.

При строительстве было использовано множество различных пород дерева. Пол и потолок выполнены из сибирской лиственницы, стены — из сосны, внутренняя обшивка — из ели. Двери вырезаны из ясеня, а иконостас омские художники сотворили из липы, кедра и ильма. Резные образы исполнены в стиле Феофана Грека. Купола храма покрыты титановым сплавом золотистого цвета, не тускнеющим долгие годы.