После постройки Рождественских церквей преп. Серафим поручил Елене Васильевне Мантуровой купить участок земли недалеко от Казанской церкви. Брату ее, Михаилу Васильевичу, Батюшка завещал хранить эту землю, несмотря ни на какие обстоятельства. Она была предназначена для постройки пятиглавого собора, о котором Преподобный восклицал: «Собор-то какой у нас будет! Диво!.. Куда лучше Саровского и будут они нам завидовать!» Впоследствии Михаилу Васильевичу пришлось вести борьбу с Иваном Тихоновым, желавшим заложить собор по своему усмотрению. 5/18 июня 1848 года все же состоялась закладка на месте, указанном великим Старцем. Строительство собора почти не велось до 1865 года, пока игумения Мария не смогла привести в порядок хозяйство монастыря. Из-за смуты деньги, пожертвованные на собор, в обитель не попали, и постройку продолжили на малые средства. Неподалеку устроили завод на монастырской земле и стали делать свой кирпич.
Первоначально предполагалось освятить собор в честь иконы «Умиление» Божией Матери, но Нижегородский епископ Иоанникий определил его во славу Живоначальной и Животворящей Троицы. Что на это было изволение Божие, подтвердилось особым знамением, когда при воздвижении креста в 1874 году на виду всех присутствующих над крестом в вышине вились три белых голубя, а ниже три журавля описывали равномерные круги. Немало чудес являлось в строящемся соборе. Зимой он был заколочен, но внутри слышались звуки непрекращающейся работы. Временами, вечером или ночью, видели над собором необыкновенный свет. А в 1875 году преосвященный Иоанникий неожиданно для обители решил освятить собор лишь с тремя необходимыми иконами. День освящения совпал с праздником иконы «Умиление» Серафимо-Дивеевской — 28 июля/10 августа. В честь этой иконы был освящен в 1880 году 2/15 июня правый нижний придел. 3/16 июня 1884 года освятили справа на хорах престол во имя иконы Божией Матери Владимирской-Оранской, а на следующий день — левый придел на хорах в честь Третьего обретения главы Иоанна Предтечи. Левый нижний придел игумения Мария оставляла неосвященным в течение 28-ти лет, с верой ожидая прославления батюшки Серафима. 22 июля/4 августа 1903 года, сразу после прославления Преподобного, придел был освящен. Автором проекта собора был архитектор А.И. Резанов, ученик академика К.Д. Тона, завершавший строительство храма Христа Спасителя в Москве после кончины учителя. Вероятно, поэтому нельзя не заметить сходства Троицкого собора с московским храмом.
Долгие годы продолжалась внутренняя отделка собора. Стены были украшены замечательными живописными полотнами на темы Ветхого и Нового Завета работы дивеевских сестер. Убранство собора поражало изяществом и вкусом. В алтаре за престолом было установлено большое Распятие на фоне живописной картины. Изображение Спасителя, приносящего Себя в жертву за грехи мира, производило особое впечатление на входящих в храм. В Троицком соборе находилась чудотворная икона Божией Матери «Умиление», пред которой всегда молился и коленопреклоненно скончался батюшка Серафим. На этом образе Богородица изображена в момент произнесения Ею слов архангелу Гавриилу при Благовещении: «Се раба Господня, буди Мне по глаголу твоему». Многих исцелял Преподобный, помазывая елеем из лампады перед образом Царицы Небесной. Дивеевским сестрам Батюшка говорил: «Вручаю вас Самой Царице Небесной Умилению (иконе), Она вас не оставит!» И ныне копия с этой иконы, написанная в начале XX века и также чудотворная, занимает почетное место в Троицком соборе в правом киоте, как указание на то, что Верховной Игуменией Дивеевской обители является Пресвятая Владычица наша Богородица. Неопустительно каждое воскресенье перед Литургией по заповеди Преподобного пред иконой служится нараспев Параклис (особое молебное пение по уставу Афонской горы).
Последнюю перед разгоном монастыря всенощную под праздник Рождества Богородицы 21 сентября 1927 года служил в соборе иеромонах, оказавшийся в Дивееве после разгона Саровского монастыря, так как в тот день арестовали всех дивеевских священников. В октябре 1989 года Троицкий собор был передан церковной общине. Весной 1990 года при сиявшей в чистом небе радуге был водружен крест. Богослужения в соборе возобновились в субботу Похвалы Пресвятой Богородицы в апреле 1990 года, когда был освящен главный придел. С 1 января 1991 года службы в главном дивеевском соборе совершаются ежедневно.
Официальный сайт Свято-Троицкого Серафимо-Дивеевского женского монастыря
Собор построен по проекту выпускника Санкт-Петербургской академии художеств помощника нижегородского губернского архитектора Афанасия Ермиловича Турмышева и представляет собой яркий пример эклектики в архитектуре. Высота Троицкого собора – 54 метра. Его площадь – около полутора тысяч кв. метров. Архитектурный облик Троицкого собора, соединив в себе черты классической, византийской и древнерусской архитектуры, создает впечатление единения в храме Божием «всех языков» во славу своего Творца. Это был летний, неотапливаемый храм. Судя по воспоминаниям паломников, он производил необыкновенное впечатление. «Стиль здесь достиг наивысшей степени художественности и выразительности в исполнении, осуществлении идеи придать земному храму характер небесного, в стремлении чрез известное сочетание конечных линий и форм, ограничивающих пространство, поднять, вознести дух человека в беспредельную высь, и чрез соединение в красивую симметрию внешних очертаний, возбудить к созерцанию бесконечной, небесной красоты» (Священник Василий Тигров).
«Внутреннее устройство собора невольно восхищает взоры своей легкостью и чрезвычайной светлостью! При входе в собор всякий прежде всего видит прекрасные, блестящие золотом иконостасы с живописными в них иконами. Живописные иконы и священные изображения весьма симметрично размещены по столбам и по стенам всего собора. Вверху над головой возвышаются хоры: от задней стены по бокам стен они тянутся вплоть до иконостаса; они окружены чугунной, по местам позолоченной, решеткой, которая служит перилами для хоров. Окруженные позолоченными по местам перилами, утвержденные на чугунных, местами позолоченных, треугольных решетках, прекрасно окрашенные, хоры эти походят на прекрасный карниз, которым разделены стены собора на две половины – верхнюю и нижнюю. Вверху на таком же расстоянии от хоров, на каком они помещены от пола, находятся своды потолка в приделах, а в середине – в среднем куполе – высота собора простирается вверх еще на такую же высоту, какая существует между полом и хорами церкви. Такое устройство хоров и сводов в соборе с самого низа и до верха уподобляет внутренность собора небесному своду.
Громадный собор, застроенный этими хорами, теряет свою внутреннюю громадность и становится весьма уютным и как будто небольшим зданием, в котором живопись, золото, художественность и симметричность поражают взоры и предвосхищают ваше внимание, которое не знает, на чем остановиться. Красота внутренней отделки и убранства этого храма невольно поражает всякого необычайною как бы роскошью, но, всмотревшись внимательно, еще более поражаешься тем, что вся эта, кажущаяся необычайной роскошь состоит не в обычно принятых, тяжелых украшениях из золота и серебра, а в единой лишь труженической работе сестер имеющего 800 обитательниц монастыря, работе, состоящей в живописи икон и священных изображений и в исполнении других различных рукоделий.
Главный иконостас, средний, в честь Живоначальной Троицы, устроен весьма изящно. В нижнем ярусе, в середине, как обычно, имеет Царские врата, а по бокам врат местные иконы: Спасителя и Киево-Печерской Божией Матери. Над этим ярусом в иконостасе устроено еще два яруса, в которых размещаются разные иконы. Над Царскими вратами доверху помещаются только две громадные, сравнительно с прочими, иконы: «Сошествие Святаго Духа на апостолов» и над ней вторая, такого же размера, – изображение Святаго Духа в виде голубине, окруженного исходящим от Него сиянием. Над сей иконой вверху иконостаса поставлен небольшой позлащенный крест, немногим более обыкновенного благословенного наперстного креста. Сим крестом увенчивается иконостас!» (Описание Троицкого собора 1886 года).
В Троицком соборе хранилась чудотворная икона Божией Матери «Умиление», перед которой молился и коленопреклоненно скончался преподобный Серафим. Дивеевским сестрам батюшка говорил: «Вручаю вас Самой Царице Небесной Умилению, Она вас не оставит!» Ныне почетное место в Троицком соборе в правом киоте занимает святой образ Божией Матери «Умиление», написанный в начале XX века и также чудотворный. Каждое воскресенье перед литургией по заповеди преподобного Серафима пред иконой «Умиление» служится нараспев молебный канон, посвященный Богородице, – параклис.
Последняя служба перед закрытием монастыря состоялась 21 сентября 1927 года на праздник Рождества Богородицы. Всенощную под праздник служить уже было некому – в тот день арестовали всех монастырских священников. Службу совершил иеромонах, оказавшийся в Дивееве после разгона Саровской пустыни.
После закрытия монастыря в 1927 году собор был осквернен, кресты скинуты. Когда срывали кресты, повредили главки куполов и крышу, внутрь собора стала течь вода.
В советское время в Троицком соборе был склад стройматериалов, а до того – зернохранилище. Вот как описывает свое впечатление от разоренного собора Алексей Арцыбушев: «Снаружи собор опоясан дощатым забором и строительными теплушками-вагончиками; с южной стороны над ним маячит подъемный кран; облупленный до кирпича снаружи, заросший по крыше деревцами молодых березок, упирается он в мартовское небо своими ржавыми куполами. Войдя в него, я не сразу смог сориентироваться, я был ошеломлен. Груды обвалившейся штукатурки, вздыбленный, сгнивший деревянный пол; обнаженные до красного кирпича стены в тусклом свете мартовского утра четырьмя арками поднимались ввысь, к льющемуся из разбитых окон центрального купола свету».
В октябре 1989 года Троицкий собор передали церковной общине. Весной 1990 года при сиявшей радуге на храм был водружен крест. Богослужения в соборе возобновились в субботу Похвалы Пресвятой Богородицы 31 марта 1990 года. В этот день состоялось освящение главного придела.
Повторное освящение придела в честь иконы Божией Матери «Умиление» состоялось 21 декабря 1996 года; левого нижнего, в честь преп. Серафима Саровского, – 31 декабря 1997 года; правого верхнего, в честь иконы Божией Матери Владимирской Оранской, – 13 мая 1996 года; левого верхнего придела, в честь Третьего обретения главы Иоанна Крестителя, – 21 ноября 1997 года.
30 июля 1991 года в Троицком соборе была торжественно установлена рака со святыми мощами преподобного Серафима. Над ракой с мощами воздвигнута сень, подобная той, которая была в Саровской пустыни. В витринах левого нижнего придела находятся вещи преподобного Серафима: нательный железный крест, епитрахиль, кожаные рукавицы, бахилы, мотыжка и другие.
Ранее Троицкий собор не был расписан. Современная роспись выполнена художниками Троице-Сергиевой лавры под руководством преподавателя иконописания и стенописи Иконописной школы при Московской духовной академии Анатолия Валерьевича Алешина.