Собор Живоначальной Троицы играет главенствующую роль, являясь высотной доминантой Николаевского Староторжского монастыря, что привольно раскинулся близ Балчуга - древнего городища, на котором собственно и возник древний Галич. Основателем и первым игуменом обители был преподобный Иаков Галичский, живший в середине ХV века, ученик и ближайший сподвижник святого Маисия Галичского. Первые постройки монастыря были деревянными. В 1668 году монастырь становится женским. В 1838 году стоявшая во главе обители игумения Таисия приняла решение о возведение каменного храма - собора Святой Троицы. Более 20 лет, начиная с 1839 года, пока строился этот величественный храм, монахини втроём, а то и вчетвером ходили по разным городам, сёлам и деревням Российской Империи, собирая тем самым подаяние на строительство собора в Николаевском Староторжском монастыре. Собранные деньги шли на оплату рабочим и на покупку строительных материалов. А кирпич производился на месте. Для этого неподалёку от монастыря был устроен небольшой кирпичный завод.
Первоначальный проект здания был разработан членом губернской строительной комиссии инженером Львовым, после чего его чертежи "дабы предать более благовидности и правильности в архитектуре", были существенно переработаны в Комиссии проектов и смет Главного управления путей сообщения и публичных зданий Санкт-Петербурга. Подрядчиком выступил крестьянин Нижегородской губернии Павел Гурьянович Трухин. Строительство растянулось на добрые двадцать лет, с 1839 по 1859 г. Уж больно грандиозным было сооружение для провинциального третьеразрядного монастыря. В нач. 1858 года архитектор Попов освидетельствовал только что выстроенный собор и нашёл, что все строительные работы произведены с надлежащей чистотой в отделке и согласно с проектом. 28 сентября (по старому стилю) 1858 года состоялось освящение грандиозного, величественного Троицкого собора.
В плане собор представлял собой четырёхстолпный, пятиглавый храм в стиле позднего классицизма. Западный фасад украшен четырёхколонным тосканским портиком с треугольным фронтоном. Купольный барабан-ротонда центральной главы прорезан арочными окнами. Собор имеет крестообразную форму, высокий подклет. Его основной западный фасад открывается широкой лестницей, ведущей в обширный притвор-вестибюль, откуда через три стеклянные двери верующие попадали в обширный церковный зал. Четыре опорные объединённые арками пилона несут купольный световой барабан. Боковые сводчатые приделы освещаются высокими окнами. Храм имел тёсовые крашеные полы и, вероятно, калориферное отопление. В соборе имелись два придела: Покрова Пресвятой Богородицы и муч. Платона и второй - во имя святителя Николая Чудотворца и князя Владимира. Внутренняя отделка не была богатой; стены были окрашены простой клеевой краской, по колоннам были развешены написанные на полотне картины. В 1891 году интерьер храма окрасили масляною краскою и расписали; позднее и иконостасы заменили новыми, впоследствии вызолоченными.
В 1919 году монастырь закрыли, монахинь изгнали, а на его территории разместили детский дом. Стены и здания бывшей обители видели здесь и машинно-тракторную станцию и педагогическое училище и различные учреждения. В каменных монастырских корпусах до сих пор живут люди. Собор действовал в качестве приходского храма до 1924 года, после чего его отобрали у верующих и устроили в нём подстанцию и котельную. За снятием крестов с соборных глав последовал снос боковых главок. В алтаре северного придела поселилась семья одного рабочего из обслуживающего персонала кочегарки. Северный, обращённый к озеру фасад был "украшен" железной дымовой трубой - храм Божий стал котельной для соседних строений.
В 1994 году по благословению архиепископа Костромского и Галичского Александра в соборе были начаты ремонтно-восстановительные работы. Проект по восстановлению выполнил городской архитектор Галича Сергей Николаевич Дровенков, кладку четырёх глав и кровельные работы выполнили братья И.М. и Г.М. Шастины. На полноценную реставрацию собора (самого крупного культового сооружения в Костромской губернии), судя по всему, не хватило средств, и окончания реставрации не видно конца.
Источники информации: Журнал "Православные Храмы. Путешествие по Святым местам". Выпуск №204, 2016 г., http://www.kostromka.ru, http://www.history.galich44.ru