В Ангарске первая православная община была создана только в августе 1991 г., первым священником стал Владимир Килин, нынешний настоятель собора. Поначалу и самого храма в Ангарске не было, с большими усилиями удалось выбить под него здание — храм обустроился в бывшем клубе «Октябрь» в 4-м поселке. Службы там начались с Праздника Успения Пресвятой Богородицы, почему храм и назвали «Успенским».
Сразу было ясно, что здание, подобранное по принципу «на, Боже, что нам негоже», не может быть полноценным храмом для большого города. В 1992 г. начались проектные работы по храму Святой Троицы, а в 1995 г., на Троицу, был заложен первый камень в основание будущей церкви. Строился ангарский храм 10 лет на средства от пожертвований. Каждый четвертый рубль, вложенный в строительство, внесен рядовыми жителями. Большую часть денег пожертвовали ангарские предприниматели. Ангарское управление строительства, которое возводило церковь, сдало госкомиссии здание собора. Утром 24 сентября 2006 г. в Свято-Троицком храме прошёл чин великого освящения и первая литургия. Самую большую икону для ангарского храма написал местный художник Евгения Прокопенко — «Минея годовая». Она представляет собой сто двадцать изображений Богородицы, написанных на одной большой иконе. Размер иконостаса полтора на два метра, а состоит он из фрагментов всего десять на двадцать сантиметров.
Собор был окончательно построен в 2006 г. и освящен архиепископом Иркутским и Ангарским Вадимом (Лазебным) 24 сентября этого же года.
Рядом с собором застроят домами улицу. У нее уже есть название — Троицкая. Протоиереем, настоятелем Троицкого собора Ангарска назначен Владимир Килин.
На сегодняшний день в храме располагается Отдел религиозного образования Иркутской епархии, а также работают православная библиотека и воскресная школа (хоровой класс) для взрослых и детей.
Храм выполнен в лучших русских православных традициях, при этом не похож ни на один другой. Белоснежный шатровый свод, семь золоченых куполов, несколько приделов. Многообразие форм в русском храмовом зодчестве отражается на количестве куполов, венчающих храмы. Это количество куполов — символично. Одна глава символизирует Единого Бога, три купола — Святую Троицу, пять куполов — Христос и четыре евангелиста, семь глав — семь таинств Церкви, девять куполов — по числу ангельских чинов, тринадцать — Христос и двенадцать апостолов. Цвет купола также важен в символике храма. Золото — символ небесной славы.
