Перестроена в конце XIX в.: пристроен портик, достроен третий ярус колокольни, сооружен четверик барабана, изменены первоначальные обрамления дверных и оконных проемов, срублены пилястры и первоначальный карниз, заложены фигурные ниши, с южной стороны достроен резной деревянный тамбур. В стиле барокко в сочетании с архитектурными формами и декором периода «историзма» (неоклассика).
Памятник из кирпича, в плане крестообразный, вытянутый по оси запад-восток, с западной стороны – прямоугольный притвор с расположенным над ним звонным ярусом, бесстолпный, увенчанный куполом на цилиндрическом барабане. Центральный объем перекрыт купольным сводом, ветви, кроме западной, перекрытой полуциркульным сводом с распалубками,- конховыми сводами с распалубками. Сохранилась масляная живопись на барабане и парусах конца XIX в.
Надстроенная колокольня с изящными декоративными деталями, венчающий купол и пластическая обработка стен выполнены в формах неоклассицизма.
Памятник представляет тип распространенного на Украине XVIII в. одноглавого храма.
«Памятники градостроительства и архитектуры УССР», т. 4,. – К.: Будівельник, 1986 г.
«Прешедшаго 1727 г. за благословением бывшаго архиерея Варлаама Вонатовича, так писал нежинский протопоп Волховский в 1733 г. церковь каменная Святыя Троицы в граде Нежине заложена, а ныне совсем достроена и ко посвящению готова» и по просьбе его дано разрешение освятить новый каменный храм; которым заменен был деревянный. Под актом 1688 г. подписался свидетелем священник святотроицкий, наместник нежинской протопопии, Илия Григорович».
В храме крест сер. с подножием: левая нога Спасителя положенная на правую прибита одним гвоздем, надпись: «1. N. R. 1.». Над этою надписью сереб. вызолоченная накладка, с словами: «року 1750 сооружися крест сей до гр. Нежина Троицкой церкви старанием иерея Иоанна Д.». Очевидно, – крест римскаго костела и к нему только прибита русская надпись, вовсе неверная. Отец этого Иоанна Данилевского обратил в свою пользу церковные деньги и вещи и умер, сын, канцелярист, посвященный на место отца, подвергся суду, за зазорную жизнь в 1767 г. Да простит благость небесная грехи их! Что касается до костела, которому принадлежал крест: то он стоял при польском правлении конечно в замке, там, где ныне храм Богоявления; позже костел поставлен за городом, у киевской дороги.
Уездный город Нежин. Из «Историко-статистического описания Черниговской епархии». 1873 год.
