Троицкий собор, являющийся неотъемлемой частью комплекса зданий монастыря Троицы Живоначальной, впервые украсил Астрахань в 1576 году. Тогда это был деревянный храм, который недолго простоял на своем месте. Уже в 1603 году деревянную святыню заменил собор из камня.
В своем первозданном виде храм простоял лишь два десятилетия, став жертвой сильного пожара 1623 года, охватившего Астрахань и не пощадившего многие постройки в городе. Однако в скором времени собор восстановили.
В 1700 году монастырь Троицы Живоначальной приписали к Троице-Сергиевой Лавре, в ведении которой обитель находилась до 1764 года. Во второй половине XVIII столетия городские власти Астрахани и вовсе решили упразднить все постройки Троицкого монастыря. Кельи и служебные помещения разобрали, камни и кирпичи отдали на сооружение гимназии. Когда строители подобрались к собору с целью разобрать и его, астраханскому архиепископу Анастасию Братановскому все же удалось отстоять святыню и сберечь ее от разрушения.
Благодаря ему местные жители и гости города у берегов Каспия и сегодня могут любоваться сложным архитектурным комплексом. Троицкий собор состоит из Большой и Малой трапезных палат, окруженных двумя церквями в северной части и одноярусными галереями на подклети с трех других сторон.
До 1974 года купола собора имели шлемоподобный вид (такими они запечатлены на старых фотографиях), но после реставрации их оформили в виде луковиц.
