Весной 1895 года монахиня Леонида обратилась с прошением к Владыке Савве о разрешении на постройку храма. Владыка благословил. Вскоре после архипастырского благословения монахиня имела возможность получить благословение на построение храма от всеми почитаемого Иоанна Кронштадтского, который, вручив м. Леониде 20 рублей, сказал: «Вот тебе от меня первая жертва на храм, строй храм новенький, а старый не трогай, сначала был проект расширить приходской храм, чтобы не обездолить тебе священнослужителей. Так началось с благословения святительского и с благословения великого Светильника земли русской дело построения соборного храма.
В 1896 году 12 мая была совершена закладка сего храма во имя Живоначальной Пресвятой Троицы, с приделами во имя Шестаковской Божией Матери и Святого Благоверного Великого Князя Георгия Всеволодовича. Громадная постройка с бесконечными расходами легла на плечи настоятельницы м. Леониды. Нужен был для бута булыжник, большие камни для цоколя. Пришлось камень добывать верст за сто, известь приходилось привозить также издалека. С кирпичом повезло больше. Кирпичный завод построили в 5-ти верстах от обители, на земле, принадлежащей ей. Милосердием Богоматери через 12 лет храм был сооружен. Это случилось бы и раньше, если бы не пожар в ночь с 8 июля 1900 года, когда вся община была уничтожена пожаром. Сгорели почти все строения, уцелело лишь школьное здание. Отстроенный храм был внутри отштукатурен, имел 2 калориферных печи и 2 печи в среднем алтаре. Иконостас для всех 3-х алтарей Петербургской работы, иконы главного алтаря также, а придельный иконостас написан сестрами обители, в основном певчими.
В 1906 году 17 декабря Шестаковская обитель праздновала освящение своего соборного храма. Совершил его Архиепископ Тверской и Кашинский Алексий. 26 ноября 1908 года обитель праздновала освящение второго придела в соборном храме в честь Шестаковской Божией Матери, совершимое Владыкой Алексием. Таковы были дивные пути промысла Божия в судьбе Шестаковской обители, превратившейся через 20 лет из общины.
В 1930-е годы монастырь разрушили. Собор был практически уничтожен, от него остался только гигантский купол на четырех столбах.
