Церковь была построена в 1831-1836 годах на средства купцов Михаила и Прохора Сарычевых. Рядом с главным здесь были престолы Архистратига Михаила и святых благоверных князей Бориса и Глеба. До 1870 года она была приписной, а при архиепископе Владимирском и Суздальском Антонии переименована в городской собор.
В 1950-х годах ХХ века собор лишился колокольни, пятиглавия и был перестроен. В обезглавленном здании утроен Дом культуры. Уже в наше время у его стен воздвигнут памятный крест. В 2006 году создана новая община прихода Свято-Троицкого, ведется организационная работа по передаче собора в лоно Русской Православной Церкви.
