Троицкий собор, построенный в 1738 году, стал одним из самых первых зданий нашего города. Именно в Троицкий храм была передана древняя икона Казанской Божией Матери, которая 300 лет хранилась в семье отставного полковника Сошальского. Там находился и золотой крест, внутри которого были частички мощей Святых Андрея Первозванного, бессребреников Космы и Дамиана, Георгия Победоносца и других.
Однако курировавшему строительство города Василию Татищеву первоначальный деревянный храм показался мал, поэтому уже в 1739 году началось возведение нового, пятиглавого Троицкого собора. Строили его четыре года. Но, вероятно, из-за низкой квалификации строителей он пришел в полную негодность вскоре после окончания стройки. В третий раз здание перестраивалось в 1750 году. В новом соборе не было отопления, поэтому службы проходили только в теплое время года, а в холода служба велась в зимнем приделе. Волга постоянно подмывала берега, на которых стоял город, и в начале XIX века, когда возникла угроза подтопления набережной, храм было решено перенести. В 1809 году его разобрали и вновь заложили в центре города. Улицу, где он находился, назвали Соборной. 7 сентября 1824 года на службе в храме присутствовал император Александр I. В 1842 году рядом с собором возвели 55-метровую колокольню – по проекту симбирского архитектора Лизогуба. В ней оборудовали теплую церковь с приделом, куда могли поместиться до тысячи человек.
В Троицком же соборе, во время своего посещения города в 1894 году, служил и святой Иоанн Кронштадтский – протоиерей и настоятель Андреевского кафедрального собора в Кронштадте. Тогда же в беседе с городской элитой и было дано ставропольское пророчество «всероссийского батюшки». Отец Иоанн предсказал, что основанный Василием Татищевым город хоть и хороший, но будет затоплен. До революции это пророчество в Ставрополе знал каждый горожанин. Но сбылось оно уже в советское время, когда начали строить Волжскую ГЭС. По крайней мере дважды храм серьезно страдал при пожарах. Однако в 1909 году при нем действовали начальная двухлетняя школа и библиотека, а число прихожан достигало почти пяти тысяч.
31 мая 1955 года Троицкий собор взорвали. Предпринимались попытки разобрать храм по кирпичам, сломать бульдозером, но кирпичная кладка оказалась очень крепкой. Церковь была взорвана и разрушена до основания. Ее высота была 63 метра, а место, где она располагалась, затоплено всего на 9 метров. На дне Волги от собора остались лишь часть фундамента и несколько ступеней.