Троицкий собор построен по заказу Великого князя Владимирского и Московского, царя и государя Всея Русии Василия III на территории собственной резиденции, известной как Александрова слобода.
Также имеется версия о постройке собора как в первой трети XV в. по заказу Великого князя Владимирского и Московского Юрия Дмитриевича, перестроен А. Новым в 1510-х гг., так и в третьей четверти XVI в. непосредственно радением царя Ивана Грозного.
Одноглавый четырёхстолпный собор (по образцу как Троицкого собора Троице-Сергиева монастыря, так и Архангельского собора Московского Кремля) окружён галереями третьей четверти XVII в., в которых помещены Симеоновский (справа, упразднен) и Сергиевский (слева) приделы. До реконструкции 1660-х гг. — Покровский собор. Перестраивался в XIX в., отреставрирован в середине ХХ в. Закрыт в 1920-х гг., вновь открыт в 1946 г.
Объект культурного наследия № 3310030009.