Рижский Свято-Троице–Сергиев монастырь был основан на окраине города, на землях прежних „военных огородов» в 1891 году. Генеральный план застройки монастыря разработал петербургский архитектор Величко. Место для строительства соборного храма обители было выбрано не случайно, с учетом дальнейшего развития города. Этот вывод можно сделать, если посмотреть на карту Риги. Вертикаль собора закрепляла важный узел городской структуры. Храм был построен на территории монастыря, между двумя параллельными прямыми улицами (ныне - Кр. Барона и А. Чака), которые в этом месте «ломались», меняя вектор движения, превращаясь в загородные магистрали. Масса собора замыкала перспективу всех четырех направлений, мощно «вырастая» на пути к центру города. К сожалению, в последующие годы 20 века по политическим причинам воплощение этой интересной градостроительной идеи не было продолжено. Ныне территория монастыря обстроена многоэтажными жилыми домами и школой. Собор уже не главенствует над прилегающей территорией, лишь в случайном ракурсе можно увидеть его впечатляющий силуэт.
В архитектуре собора присутствуют черты стиля модерн. Это проявляется в размещении декора на фасадах, в величественном масштабе форм. Здание двухэтажное, с двумя престолами. Верхний храм во имя Св. Троицы имеет крестово-купольную конструкцию, план в виде креста. Интерьер решен как единое пространство. Четыре мощные опоры придвинуты к стенам, срастаются с ними, не читаются как столпы. Хоры расположены над притвором. Нижний храм с престолом в честь Успения Божией Матери, расположенный в цокольном этаже, является усыпальницей. Низкое помещение перекрыто крестовыми сводами. Здесь захоронены статс-секретарь Его Императорского Величества Б.П.Мансуров и М.Н.Мансурова – родители основательниц монастыря Екатерины и Наталии Мансуровых.
Работы по обустройству интерьеров собора продолжались до середины 1912 года. Убранство верхнего и нижнего храмов было реализовано комплексно (включая иконостас, киоты, иконы, утварь, облачения) и в едином ключе – в стиле модерн. Столярные работы выполнялись в Абрамцевских мастерских художественной резьбы по дереву, иконы были заказаны иконописцам Троице-Сергиевой лавры. Интерьер верхнего храма украшал стильный одноярусный дубовый иконостас с небольшим праздничным чином, массивные киоты на солее, дубовое паникадило. Через 50 лет после обустройства храма этот иконостас был демонтирован, его заменили на более пышный по декору, перемещенный сюда из закрытого Христо-Рождественского собора. Иконостас выполнен в неорусском стиле, по проекту архитектора В.А.Косякова, изначально находился в Либаве (Лиепае), в церкви св. Александра Невского (1896 г.). В Ригу, в Христо-Рождественский собор этот иконостас был перевезен после 1 мировой войны, когда вновь обустраивали интерьер поруганного немцами храма. Вероятно, из Христо-Рождественского собора были перемещено и большое паникадило в технике прорезного железа, а также крупные киоты в стиле эклектики, которые мы видим сегодня у стен. Все эти элементы убранства красивы, но разностильны, поэтому интерьер собора уже не имеет прежней целостности. Местонахождение первоначального дубового иконостаса и паникадила Св.-Троицкого собора неизвестно. На солее сохранились два киота с виртуозно выполненной резьбой, еще несколько киотов перемещены в нижний храм. Роспись стен выполнена только на восточной стене и на подпружных арках.
Интерьер нижнего храма сохранился в своем первоначальном виде. Это единственный в Латвии замечательный памятник церковного искусства в стиле модерн. Одноярусный дубовый иконостас вписан в низкие своды храма-усыпальницы. Резная дубовая сень установлена над гробницей с плащаницей Успения Божией Матери. Убранство дополняют резные поворотные подсвечники на иконостасе, оригинальные аналои и киоты, плиты надгробий, дубовые двери.
Храм строился на средства из государственной казны, отпущенные по указу Императора Николая II, а также на частные пожертвования со всей России.
