Недалеко от Аркадиевского монастыря стоит городской собор во имя Живоначальной Троицы с приделами св. Сергия Радонежского и Николая чудотв.; он занимает видное место в городе, над рекою Вязьмою. О существовании собора в Вязьме упоминается еще во время жизни преп. Аркадия: камень, на котором молился преподобный, как сказано в житии его, находился близ собора. Под каким именем он существовал и когда был выстроен – неизвестно.
В 1300 г. в этом соборе вел. князь Андрей Владимирович испрашивал помощи у Бога, идя на Дорогобуж, осажденный смолянами; в нем было погребено в 1407 г. тело убитого в Торжке князя вяземского Симеона Мстиславича. Здесь вел. княжна Елена, невеста князя литовского Александра в 1495 г. слушала напутственный молебен; в нем царь Василий Иоаннович в 1515 г. благодарил Бога за взятие Смоленска. Потом царь Иоанн Грозный, перед войною с Польшей в 1565 г., посетив Вяземский собор, оставил в нем синодик с именами убитых им мужей, жен и детей, приказав молиться о них, как о невинных страдальцах. В 1596 г. Борис Годунов снабдил собор, как редкостью в тогдашнее время, печатными богослужебными книгами, и на счет государственных сумм обновил его, пристроив к главному Николаевскому престолу два придела: во имя Сергия Радонежского и новоустановленных тогда трех святителей московских Петра, Алексия и Ионы. Старанием того же Годунова построен при нем теплый придел во имя Рождества Господня. Эти сведения основаны на указаниях писцовых книг князя Волконского.
В первый раз собор получил название Троицкого в 1635 г., когда по повелению царя Михаила Федоровича он был вновь переделан. Дальнейшее улучшение собора зависело от пребывания царского семейства в Вязьме. В 1655 г. открылась зараза в Москве; тогда патриарх Никон, прибыв в Вязьму с царским семейством, устроил в ней помещение для него и прожил здесь с августейшими особами больше года, с октября 1654 по 16 декабря 1655 гг. В это время он несколько раз служил в соборе и оставил собственноручное расписание крестных ходов, в котором соборная церковь названа Всеградскою, вероятно, по той причине, что ей, как бесприходной, дозволено было пользоваться доходами всего города.
В 1674 г. по повелению царя Алексея Михайловича положено основание каменному собору на возвышенном месте, в главной крепости, между существовавшими тогда двумя башнями и надзор за работами возложен был на вяземского наместника. Постройка его окончена в 1676 г. В нем устроены были три престола: главный – во имя Живоначальной Троицы с приделами во имя трех святителей московских и преп. Сергия.
Когда назначено было викариатство в Вязьме для Смоленского митрополита, Троицкий собор возведен был на степень кафедрального и при нем определен штат священно-церковно-служителей, который оставался и по закрытии кафедры до 1765 г. Служащим при соборе определено было жалование и руга. В царствование Петра I в 1696 г., по случаю войны со Швецией, состоявшим на жаловании церквам уменьшена руга, отпуск хлеба прекращен.
В 1777 г. определено всем священно-церковно-служителям собора 64 – 40.5 руб., а на церковные потребы 3 – 90 руб. Несмотря на эту прибавку, средства собора были так скудны, что недели по две не было богослужения и только случайные благотворения поддерживали его. Так князь Сергей Салтыков покупал воск и просфоры по средам для службы в приделе преп. Сергия; купец Гайдуков, чтобы привлечь молящихся к собору, посылал туда по воскресеньям и праздничным дням певчих из своих крепостных людей. По старанию того же благотворителя в 1798 г. собрана сумма по подписке для исправления собора; в 1803 г. собор был расписан и обновлен. Расписание было неудачно: митрополит Платон, проезжая через Вязьму в 1804 г., нашел его совсем без вкуса, а помещение 3-х святителей между главным престолом и приделом преп. Сергия - «тесным и непорядочным». Преосвящ. Серафим в 1805 г., осмотрев собор, нашел в нем крайнюю скудность и велел закрыть придел трех святителей.
В 1812 г. французы выжгли все внутренние украшения собора и обратили его в магазин для складки соли. В таком положении он находился целый год, с 12 августа 1812 г. по август 1813 г. В это время получено было предписание губернатора Смоленска – непременно очистить собор, а св. Синоду для исправления его выслать до 15 000 руб. К концу 1814 г. собор был исправлен и в следующем году освящен.
При всем том бедность его была так велика, что из св. Синода получено было предписание: нельзя ли какую-нибудь из приходских церквей обратить в соборную, а к ней приписать настоящую соборную. Тогда соборные священнослужители обратились к епархиальному начальству, прося его поддержать своим ходатайством этот древний памятник церковного зодчества, в котором сохранилось для жителей столько воспоминаний. Представление было уважено и для поправки собора назначено было по 1000 руб. ежегодно, потом собрано значительное вспомоществование по подписке, на эту сумму и приступили к переделкам в 1830 г. Сначала работы шли неудачно, то от недостатка распорядительности, то от «неискусства рабочих». Наконец, в 1847 г. по общему желанию, купец Сабельников избран и строителем, и попечителем храма: его старанием «перекладен» теплый храм во имя Иверской Божией Матери с приделом св. Бориса и Глеба, снабжен новою утварью, ризницею и в 1848 г. освящен. Потом исправлен и совершенно обновлен летний собор: сделан новый, искусною резьбой и позолотой украшенный иконостас, расписаны стены, приобретены дорогие ризы на иконы и утварь.
Лучшее украшение собора – икона Иверской Божией Матери. Приобретение этой иконы замечательно в том отношении, что «свидетельствует о живой и теплой вере вязьмичей в заступление Божий Матери». Рассказы о чудесах Иверской Божией Матери издавна внушили им желание приобрести верную копию с иконы. В 1765 г. граждане, посоветовавшись между собою, избрали двух братьев, купцов Калашниковых; помолясь Богу в соборном храме и испросив благословение, они отправились пешком в Москву, сделали снимок с Иверской иконы Божией Матери, пригласили митрополита освятить его 25 июля и с этим дорогим для них сокровищем пошли в обратный путь. Духовенство и граждане вяземские встретили ожидаемую ими Заступницу за 10 верст от города и с торжеством проводили ее до самого собора. Икона Иверской Божией Матери имеет надпись: «ипортантисса – привратница» (Портаитисса - Вратарница) и с давних пор чествуется, как покровительница города. Ей приписывают многие случаи избавления от бед: так, в 1771 г. она избавила город от моровой язвы, а в 1830 г. - от холеры.
Из древностей в этом соборе сохранилось св. Евангелие, подаренное собору в 1641 г. царем Михаилом Федоровичем. Евангелие обложено золотою тканью с серебряною вызолоченною надписью на образе Воскресения Христова.
«Историко-статистическое описание Смоленской епархии». Санкт-Петербург, 1864 г. В типографии духовного журнала «Странник».