Та часть города, которая находилась напротив места, где Двина разделяется на два рукава, называлась в древности "Пур-наволок". Здесь, по благословению новгородского епископа Иоанна, был основан Архангельский монастырь. Впоследствии, с развитием города, были построены церкви: соборная Преображенская (1584-1588 г.г.), Рождественская (с 1608 г.), Воскресенская (около 1620 г.), Боровская (с 1626 г.), Михаило-Архангельская (1637-1638 г.г.) и др. К концу XIX в. в Архангельске было 25 церквей, включая монастырские, кладбищенские и домовые, и 2 часовни. 6 церквей были приходскими, остальные - бесприходные.

Каменному кафедральному Свято-Троицкому собору предшествовали несколько деревянных. Первый из них был построен почти одновременно с возникновением города в 1584 г. Первые поселенцы, по благословляющей грамоте митрополита Московского Иова, соорудили первую приходскую деревянную церковь в честь Преображения Господня и деревянную колокольню на столбах. К этой церкви, по грамоте Ионы, митрополита Сарского и Подонского, от 30 мая 1614 г., был пристроен придел во имя свт. Николая Чудотворца, в память об избавлении от нашествия "польских и литовских воров и русских изменников", которые в 1613-1614 г.г. напали на жителей Важской и Двинской областей, а в Архангельск не заходили. Преображенская церковь вместе с колокольней сгорели 27 сентября 1663 г. от пожара, начавшегося в самой церкви вследствие того, что горящий уголь закатился под мост в западной паперти.

Вместо сгоревшей, по благословляющим грамотам Питирима, митрополита Сарского и Подонского, от 15 марта и 10 июня 1664 г., были сооружены 2 деревянных храма: холодный в честь Преображения Господня, с приделами Рождества Пресвятой Богородицы и свт. Николая, на месте прежнего храма, другой, теплый, во имя Богоявления Господня на месте прежней колокольни, вместо которой построена другая на новом месте. Эти храмы сгорели 20 октября 1681 г. Вновь построены: Богоявленский - в 1683 г. по грамоте Корнилия, митрополита Новгородского, позже - Преображенский, освященный 26 августа 1692 г. Богоявленская церковь сгорела 28 февраля 1719 г. и не возобновлялась, т.к. еще в 1709 г. началось строительство каменного собора, Преображенская церковь по ветхости была разобрана около 1765 г., когда был достроен каменный храм.

По преданию, место для нового собора указал Петр I во время своего пребывания в городе. Заготовка материала велась церковными старостами Иваном Звягиным - с 1707 г. и Иваном Поповым - с 1711 г. Особо крупные пожертвования на строительство храма внесли: таможенный подьячий Иван Богданов - 500 руб., Федор Баженин и др. - 309 руб. 27 алт. 4 ден. Нижний этаж был освящен 28 сентября 1716 (1715?) г. во имя Богоявления Господня. Постройка верхнего храма была приостановлена по распоряжению Петра I в целях сосредоточения всех сил на строительстве Санкт-Петербурга. В 1717 г. Преосвященный Варнава, по просьбе соборного протоиерея Каллиника с братией и всех прихожан и жителей г. Архангельска, решился ходатайствовать перед Петром I о разрешении продолжать строительство верхнего этажа, чтобы нижний не отсырел и не развалился. Ходатайство было удовлетворено и с 1718 г. работы продолжились. В Богоявленском храме с южной стороны, в память о благотворителях - казанских купцах - был устроен придел во имя Казанской иконы Божией Матери, который был освящен 5 июля 1720 г., а в 1743 г. переделан в Никольский придел.

Устройство верхней церкви закончилось в 1743 г. Внутренне убранство было завершено только к 1765 г., храм был освящен 18 сентября 1765 г. в честь Св. Троицы. Иконы для храма написал устюжский мещанин Василий Холмогоров.

В 1762 г. Преосвященный Иоасаф окончательно переселился из Холмогор в Архангельск, ставший постоянной резиденцией архангельских епархиальных архиереев, а Троицкий собор стал кафедральным.

В 1775 г. с южной стороны алтаря (где позднее располагалась ризница), на средства архангельского купца Никиты Савина Крылова, был устроен придел во имя Преображения Господня, освященный 16 августа 1775 г. 26 июня 1793 г. в 8 часов вечера храм стал жертвой пожара, начавшегося с дома мещанина Ивана Климова, имевшего пороховой склад. От взрыва пороха на крышу собора залетела головня, деревянная крыша загорелась, чему способствовала жаркая погода. Поскольку храм был высокий, пожар потушить не было никакой возможности. Внутренность храма выгорела, спасли только малую часть имущества и церковной утвари. При восстановлении собора Казанский придел был переименован в Никольский - в память древнего придела в деревянном соборе и по желанию благотворителей - вятских, орловских и слободских купцов. Богоявленский храм был освящен 11.12.1793, Никольский - 18.12.1793.

Верховажский мещанин Василий Лобанов устроил иконостас для Троицкого храма за 800 руб., по проекту архитектора и живописца Феодора Алексеевича Леберовского. В верхнем храме иконы и росписи стен выполнили: губернский секретарь Семен Стефанов Новоселов и академик 14 класса Степан Семенов Курляндцев. Троицкий храм был освящен 5 июня 1799 г. В 1802 г. был приглашен вологодский мещанин Иван Васильев Дружинин для переделки и украшения средней части иконостаса. Работы заняли 2 года. Придельный Преображенский храм не был восстановлен после пожара, на его месте была устроена ризница.

В 1817 г. вятские, слободские и орловские купцы устроили придел во имя свт. Николая в южной половине трапезы, в верхнем храме. Придел был освящен 22.8.1818. Этот храм обветшал к середине XIX в. и восстановлен усердием вятских купцов.

В 1833-1834 г.г. устюжский купец I гильдии Илья Яковлев Грибанов и вологодский купец II гильдии Василий Алексиев Колесов в северной части трапезы верхнего храма построили за свой счет придельный храм в честь Преображения Господня, освященный 26.8.1834. После того, как этот храм обветшал, на том же месте в 1877 г. архангельским купцом Матвеем Семеновичем Рыниным был устроен новый Преображенский придел, освященный 24.6.1877. 29 апреля 1888 г. М. С. Рынин был награжден золотой медалью для ношения на Владимирской ленте за заслуги по духовному ведомству.

В нижнем Богоявленском храме, в трапезе с южной стороны усердием архангельского купца Ивана Петровича Маленькова в 1852 г. устроен и 30.11.1852 освящен придел во имя Введения во храм Пресвятой Богородицы. После того, как иконостас в приделе обветшал, на его месте архангельским купцом I гильдии Кириллом В. Шингаревым был сооружен новый, богато украшенный, Введенский придел, освященный 3.12.1878. В других храмах нижнего этажа: в Никольском прежний иконостас (1793 г.) в 1833-1834 г.г. был заменен новым, по усердию вятских купцов, а в 1880 г. возобновлен иждивением архангельской купеческой вдовы, потомственной почетной гражданки Павлы Михайловны Шингаревой; Богоявленский храм был переделан заново (кроме местных икон) в 1881 г. на средства той же вдовы.

В 1773 г. архангельским купцом Семеном Васильевым Бусиновым была построена колокольня. В 1796 г. она была покрыта белым листовым железом на средства слободского купца Ксенофонта Анфилатова. В 1862 г. шпиц колокольни и главы собора были вызолочены на средства архангельского купца II гильдии Косьмы Семеновича Кузнецова. Среди соборных колоколов были два древних: один был отлит в Варде в 1645 г., другой - в 1488 г. В 1840 г. санкт-петербургский мастер Гелфер изготовил часы на колокольне, вместо сгоревших в 1793 г., с недельным заводом. В 1892-1893 г.г. была заменена старая железная решетка на новую - на средства прихожан, церковного старосты Василия Николаевича Кривоногова и при помощи о. Иоанна Кронштадтского.

В соборе хранились следующие памятные вещи: 1) перенесенные из Холмогорского Преображенского собора два саккоса, пожалованные Афанасию Петром I, один из которых - из атласной парчи с шелковыми цветами, жалован в 1702 г. при освящении Новодвинской крепости, другой - из зеленого бархата, из плаща Петра I, который, по преданию, был пожалован в 1694 г. 2) Штандарт и палестинский флаг со струга, на котором Петр I плыл из Вологды в Архангельск, и три пушки с разбитых шведских судов. 3) Шестиаршинный сосновый крест с овальными конечностями, сделанный самим Петром I в память спасения его от гибели в Унских Рогах в 1694 г. при возвращении из Соловецкого монастыря. Этот крест был установлен Петром I близ Пертоминского монастыря и простоял там долгое время. По просьбе архангелогородцев и с разрешения Александра I 29 июня 1805 г. торжественно был перенесен в собор и поставлен у южной стены верхнего храма под балдахином, поддерживаемым 3-мя колоннами. Рядом, на двух тумбах, в 1822 г. были поставлены вырезанные из дерева, позолоченные ангелы со щитами, на которых излагалась история создания креста и перенесения его в Архангельск. 4) Пожалованные царевной Софьей Алексеевной архиепископу Афанасию и перенесенные из Холмогорского собора сребропозлащенные рипиды, такая же панагия в виде орла, украшенная драгоценностями, и несколько принадлежностей из архиерейского облачения. 5) Три номера полного архиерейского облачения, одно из которых - из сребропозлащенной парчи, было пожаловано Екатериной II в 1773 г. епископу Арсению при его хиротонии, другое - многокрестное из серебряной парчи с золотыми цветками - Александром I в 1809 г. епископу Парфению, третье - из синей материи с полосами и серебряными мушками - тем же императором в 1819 г. преосвященному Иосифу при их хиротониях.

Из приношений частных лиц наиболее примечательными были: 1) серебряный крест в 2 вершка со св. мощами, подаренный князем Александром Даниловичем Меншиковым Тихону Ковицкому, уроженцу деревни Климова-Заборья Шенкурского уезда, служившему сначала судьей церковных дел при преосвященном Афанасии, а затем - по рекомендации епископа - в должности домашнего учителя у князя и пожертвовавшему этот крест в Маозерскую пустынь в 1734 г., откуда он и был перенесен в собор по распоряжению преосв. Вениамина. 2) Две плащаницы, одна из которых пожертвована князем Дмитрием Петровичем Пожарским, воеводой Двинской области в конце XVI в. и в начале XVII в., о чем свидетельствовала надпись по краям плащаницы: "Лета 7103 приложил сию плащаницу князь Димитрий Петрович Пожарский в дом Архангела Михаила" (Цит. по: Краткое…, с. 22) в вечное поминовение. Вторая плащаница - золотошвейная, унизанная жемчугом, пожертвована игуменьей Шенкурского монастыря Евфимией (1727-1749 г.г.). 3) Золотой наперсный крест весом 3 ф. 5,5 зол. - пожертвование архангельского купца Никиты Крылова. 4) Серебряный восьмиконечный крест в 3 ф. 13 зол. - вклад купеческой вдовы Иулиании Дорофеевой. 5) Напрестольное, богато украшенное, больших размеров Евангелие, московской печати 1689 г. на александрийской бумаге - от преосв. Афанасия. 6) Икона св. Александра Невского - под таким же балдахином у южной стены верхнего храма, как у креста Петра I, в сребропозлащенной ризе в 14 ф. и 7 зол., подаренная архангельскими мещанами в знак благодарности Александру I, освободившему в 1819 г. это общество от подушных повинностей на 20 лет (по ходатайству генерал-губернатора Алексея Федотовича Клокачева) и пожаловавшему, стараниями архангельского купца Андрея Очапова, на общественные нужды г. Архангельска половину доходов от всех товаров, провозимых через архангельскую таможню. 7) Серебряная "высокой работы" ваза с двумя отводными ручками и с крышкой, на которой изображен ангел, поражающий дракона, на внешней стороне - накладная резьба военных орудий и знамен с двумя гербами и надписью под ними: "Генерал Губернатору Архангельскому, Вологодскому и Олонецкому Алексею Федотовичу Клокачеву, благотворителю г. Архангельска от чистосердечной признательности Архангельскаго градскаго общества. Октября 5 дня 1820 г." (там же, с. 23). Внутренность вазы и крышки вызолочена. Вес 13 3/4 фунта. Использовалась для освящения воды 1 августа, 6 января и в преполовение. 8) Серебряная риза на иконе Св. Троицы в верхнем соборе весом 56 фун. 42 зол., сооруженная в 1802 г. архангельским купцом Павлом Васильевичем Дудиным. 9) Серебряная риза весом 21 фун. 87 зол. на иконе Богоявления Господня, устроенная в 1835 г. архангельским купцом Иваном Осиповичем Окуловым, стоимостью 2348 руб. 30 коп. ассигн. 10) Запрестольный крест, обложенный сребропозлащенными дсками и полный прибор сребропозлащенных сосудов, пожертвованный в 1862 г. статским советником Василием Феофилактовичем Мироновым, стоимостью 1000 руб. сер. 11) Два номера полной ризницы для соборного архиерейского служения, стоимостью не менее 3000 руб., пожертвованные известным благотворителем Архангельской церкви и всего родного ему края о. протоиереем Кронштадтского Андреевского собора Иоанном Ильичем Сергиевым (прав. Иоанн Кронштадтский), от которого, кроме того, было получено в разное время свыше 2000 руб. деньгами (к 1.1.1894) на устройство церковной ограды, на ремонт соборного дома и на другие нужды.

В 1930 году храм был закрыт, в 1992 году передан Архангельской епархии.

Протоиереи: 2) Иоанн Иванов 25.5.1720-1753 г. (из священников градской Рождественской церкви); 4) Иоанн Федоров Савицкий 1762-1769 г.г. (из малороссиян, обучался в Киевской академии); 5) Иоанн Ильич Компаницкий 1770-1774 г.г. (из малороссиян, обучался в той же академии, был священником с 1764 г. и протоиереем); 14) Николай Григорьевич Жданов 1857-6.5.1872 (магистр богословия).

Ключари: 1) Федор Андреев с 25.3.1720 (из соборных диаконов; упоминался в документах 1732 г.); 2) Иоанн Карамзин; 3) Михаил Ерофеев, упоминался в 1758 г. (умер в 1761 г.); 4) Василий Иоакимович Таратин, упоминался в 1762-1772 г.г.; 10) Михаил Афанасьевич Каллиников 10.7.1813-6.2.1820 (диакон, учитель, 1808 - священник, 6.2.1820 - переведен в Благовещенскую церковь); 12) Феодор Васильевич Черноруцкий 20.4.1820-11.10.1834 (по день смерти); 13) Кирилл Георгиевич Титов 15.10.1834-14.4.1856; 15) Александр Афанасьевич Ивановский - во второй половине 1872 г.; 16) Павел Петрович Синцов 1873-16.8.1887 (семинария в 1843 г., 1849 - протодиакон, 3.4.1866 - священник, затем протоиерей, умер 16.8.1887); 17) Димитрий Димитриевич Козмин 16.12.1888-16.8.1891 (протоиерей).

Священники: Семен Павлов, упом в 1622 и 1630 г.г.; Роман Стефанов Попов, упом. в 1622 г. (умер в 1630 г.); Иван Романов 1640-1661 г.г.; Петр в 1682 г.; Иоанн, упом. в 80-х г.г. XVII в. до 1690 г. (впоследствии игумен Архангельского монастыря Иеремия); Авраамий Кириллов с 1691 г., упом. в 1696 г. (из иподиаконов); Стефан Ермолаев до 1697 г.; Петр Епифанов с 1697 г. (перееведен из Кольской Алексиевской церкви); Алексей Григорьев до 1702 г., упом. в 1719 г. (?) (из диаконов); Илия Андреев с 1702 г. (переведен из Мезенской Богоявленской церкви); Петр Поликарпов 1719-1720 г.г. (временный); Иоанн Иванов (№2 в списке протоиереев); Федор Иванов Стафуров упом. в 1732-1748 г.г. (из диаконов собора); Сергий Петров в 1748 г.; Иоанн Петров в 1743 г.; Василий Малонемнюжский в 1759 г.; Василий Иоакимович Таратин (№4 в списке ключарей); Прокопий Михайлович Боголепов (за хороший голос был произведен в сан священника, умер в 1781 г.); Георгий Федорович Кочерин 1778-17.3.1795; Михаил Афанасьевич Калинников (№10 в списке ключарей); Иосиф Петров Ивановский 13.4.1813-20.11.1828 (5.5.1795 - диакон, 1799 - протодиакон, умер 20.11.1828); Федор Дмитриев Иванов 29.7.1834-1.12.1854 (по день смерти); Стефан Васильев Алексеевский 31.8.1843-15.9.1858; Павел Петрович Синцов (№16 в списке ключарей); Александр Афанасьевич Ивановский 1.1.1859-июнь 1872 г. (№15 в списке ключарей); Сергий Федорович Арсеньев с 29.6.1872 (магистр богословия и преподаватель семинарии, рукоположен в сан священника 29.6.1872, из собора переведен на должность ректора семинарии, умер в октябре 1882 г.).

Священники: Павел Феер 1992-1994 г.г.; Алексей Денисов с 1994 г.

Диаконы: Никанор Павлов 1888 г.; Леонид Шангин 1888 г.

Иподиаконы: Павел Семенов (диакон) 1888 г.