По количеству православных храмов Енотаевский район является своеобразным лидером Астраханской области, почти на каждое село свой храм. Созданная в 1602 году Астраханская епархия в 1829 году была переименована в Астраханскую и Енотаевскую с учреждением в уездном городе Енотаевске викарной кафедры. А в 1840 году здесь был открыт кафедральный Свято-Троицкий собор, третий по значимости после Успенского кафедрального собора астраханского кремля и Покровского кафедрального собора.
Собор построен по проекту петербургского архитектора с французскими корнями Иосифа Ивановича Шарлеманя. Почетный вольный общник Императорской академии художеств, статский советник И. И. Шарлемань известен проектами прекрасных зданий и в т.ч. православных храмов в Петербурге, Казани, Кавказских Минеральных Водах и др. Ампирный собор-ротонда с дорическим портиком и стройной колокольней был заложен в Енотаевске в 1832 году в честь победы в Отечественной войне 1812 года. В 1850-е годы храм был дополнен приделами по бокам от трапезной, что несколько утяжелило легкость его первоначальной архитектурной композиции.
Примечательно, что Свято-Троицкий кафедральный собор с. Енотаевка до 1932 года имел «близнеца» в Петербурге. Это храм святого князя Владимира при Орлово-Новосильцевском благотворительном заведении, построенный по проекту И.И. Шарлеманя практически в то же время, что и енотаевский храм, построен в 1834-1838 годах, закрыт в марте 1932 года и в июне того же года взорван, и очень похожий на него по своей архитектуре.
При Свято-Троицком соборе действовала воскресная школа. В Енотаевске было даже Духовное училище.
В 1937 году собор был закрыт большевиками, которые после безуспешных попыток сломать храм устроили в нем склады. Большинство икон было уничтожено. Храм передали верующим в 1988 году, и с тех пор началось восстановление его былого величия.
12 июня 1990 года в День славных и всехвальных первоверховных апостолов Петра и Павла собор был освящен владыкой Филаретом Карагодиным.
В 2013-2014 годах проведены работы по сохранению объекта, в том числе отсечная горизонтальная гидроизоляция по периметру храма, реставрационные работы по кровельному покрытию храма с заменой обрешетки, воссоздание исторических главк и крестов храма и колокольни, реставрация лицевой поверхности кирпичной кладки, реставрация штукатурного слоя храма памятника, с последующей отделкой, воссоздание оконных блоков храма.
