Центром древнейшего из сохранившихся архитектурных ансамблей Костромы, Ипатьевского монастыря, является Троицкий собор. Примерно в 1560 году на средства Д. И. Годунова был выстроен первый каменный храм обители, который согласно сведениям из Писцовой книги 1628 года был двустолпным, с приделами во имя апостола Филиппа и священномученика Ипатия. В 1649 году старый Троицкий собор был разрушен взрывом пороха, хранившегося в его подклете. Вероятно, «зелейный» запас остался в подвале храма от осады монастыря в Смутное время. По указу царя Алексия Михайловича на его месте в 1650—1652 годах был сооружен новый храм, освящение пределов осталось прежним. В последней четверти XVII века с юго-востока к храму был пристроен придел Михаила Малеина.
Крупный четырехстолпный трехапсидный храм с позакомарным покрытием находится на мощном подклете, завершаясь пятью чешуйчатыми луковичными главами на световых барабанах. С трёх сторон собор окружен двухъярусными галереями. В торце южной галереи расположен придел Михаила Малеина, не имеющий алтарного выступа. Его объем крыт на восемь скатов, с пологими фронтонами по всем фасадам, и увенчан чешуйчатой луковичной главкой на глухом барабане, низ которой оформлен рядом полуциркульных кокошников. Фасадный декор собора скромен, но в целом характерен для зодчества середины XVII века. Каждая стена расчленена гладкими лопатками на три прясла. Многообломный карниз, раскрепованный над лопатками, отрезает пологие дуги закомар, профилированные архивольты которых опираются на импосты. Узкие арочные окна, на западном фасаде по одному в каждом прясле, на боковых в более свободном ритме, не имеют наличников и помещены в глубокие амбразуры. На северном фасаде, обращённом к главному входу в монастырь, оконные проёмы включены в композицию аркатурно-колончатого пояса, украшающего стену. Килевидные арочки из валиков, опирающиеся на колонки с перетяжками, декорируют барабаны глав. Полукружья пониженных апсид разделены гранёными колонками, выступающими из стен на три четверти. Элементом в декоративном убранстве алтарной части храма, композиционно объединённой с приделом Михаила Малеина, является карниз. Он усложнен полосами бегунка и сухариков. В нижней части стен ему вторят прорисованные обломы профилированного цоколя, отделяющего подклет от основного объема. Окна апсид обрамлены перспективными наличниками с килевидным обводом по контуру. В противоположность скупому убранству стен основного объема, декор галерей подчеркнуто наряден. В основании стен проходит профилированный цоколь, ярусы разделены широким поясом с ширинками. Аналогичные ширинки украшают также лопатки, разделяющие стену на равномерные прясла, в каждом из которых помещено по окну. Особое внимание уделено декору галереи на главном северном фасаде. Ширинки, оконные наличники и карнизы дополнены белокаменной резьбой: розетками различной формы, полосами бусин и резных жгутов. Парадное крыльцо с рундуком, на правом фланге северного фасада, держится на четырех декорированных столбах с мощными кубышками, которые несут висячие арки с гирьками. В основании венчающего сооружение восьмигранного шатра, цепочка мелких килевидных кокошников. Высокий лестничный всход покоится на ползучих арках.
