Свято-Троицкий собор построили в 1804–1808 годах для греческой общины города по проекту Франческо Фраполини. Южный придел в 1840 году освятили в честь Благовещения Пресвятой Богородицы, северный — в честь иконы Божией Матери «Нечаянная радость» и святителя Спиридона Тримифунтского. С 1821 по 1871 год в храме захоронили останки Святейшего Патриарха Константинопольского Григория V. В 1907 году у восточной стены собора был похоронен благотворитель и городской голова Одессы Григорий Маразли. В советское время храм закрыли, его захоронения разграбили, а здание отдали под спортивный зал. Православной церкви его передали в 1944 году.
