На месте нынешнего Троицкого собора стояла первая деревянная Троицкая церковь с приделом преподобного Сергия Радонежского, освящение которой состоялось 9 мая 1530 года. Спустя десять лет, как следует из завещания преподобного Герасима, её сменил новый храм ("просторнее того") - у южной стены его Сергиева придела и был в 1554 году погребён основатель Болдинской обители. Наконец, в 1590-е годы, при игумене Феоктисте, в монастыре поднялся величественный Троицкий собор, работами по возведению которого, вероятнее всего, руководил "государев мастер" Фёдор Конь. На протяжении веков соборный храм подвергался незначительным переделкам, в основе своей сохраняя первоначальный облик. В 1943 году он был превращён в руины. Их расчистка началась в 1969 году. Значительно активизировалась она после возобновления монашеской жизни в Болдинской обители в 1991 году. В 2005-2010 годах Троицкий собор заново возвели в оригинальных формах, с оглядкой на более ранние "варианты". Так, например, оказалось восстановлено позакомарное покрытие. 6 июня 2010 года возрождённый Троицкий собор был освящён Патриархом Московским и всея Руси Кириллом.
Собор представляет собой четырёхстолпный трёхапсидный крестово-купольный храм с двумя приделами по бокам. Изначально их освятили во имя апостола Иоанна Богослова (южный) и святых благоверных князей Бориса и Глеба (северный). В 1879 году, при игумене Андрее (Васильеве), приделы были расширены за счёт упразднения галереи и вскоре после этого переосвящены в честь Казанской иконы Божией Матери (северный) и во имя Двенадцати апостолов (южный). Приделы, подобно основному объёму храма, снабжены полукруглыми апсидами. Пять барабанов основного объёма с узорами килевидных кокошников в основании завершаются шлемовидными главками. Такие же, но меньших размеров и с тремя поясами кокошников, барабаны с главками венчают придельные храмы. Ещё один пояс стрельчатых кокошников украшает четверик здания. Собор имеет три входа - главный и два боковых (в приделах). С левой стороны от главного входа в прежнем Троицком соборном храме стоял памятник над могилами князей Долгоруковых. В сентябре 2002 года это захоронение было обнаружено и приведено в порядок.
Трудно себе представить, что ещё тридцать лет назад Болдинский монастырь, при возобновлении в нём монашеской жизни, не имел, в сущности, святынь. В какой-то момент в него вернулась одна-единственная икона из прежнего богатейшего собрания образов - выполненная во второй половине ХIХ века икона преподобного Герасима Болдинского и святителя Николая Чудотворца с образом Божией Матери. Сейчас они находятся в главном соборе обители - Троицком храме. Здесь же под спудом были найдены мощи преподобного Герасима. Когда взялись за разборку руин Троицкого собора, оказалось, что при закладке соборного храма в конце ХVI века строителям пришлось досыпать грунт на месте возведения южного придела (то есть там, где за сорок лет до этого в 1554 году, погребли преподобного Герасима Болдинского), потому что здесь был пологий склон холма, спускавшийся к Болдинке. Другими словами, даже в те времена захоронение не могло находиться на глубине один метр!. А во время раскопок ещё и выяснили, что в ходе дореволюционных ремонтных работ пол собора поднимали на 85 сантиметров. Теперь уже никто не сомневался в том, что мощи преподобного Герасима по-прежнему остаются непотревоженными. Когда стало понятно, что они вот-вот будут обретены, вызвали на помощь сотрудников Музеев Московского Кремля (прежде раскопками занималась монастырская братия). Сняли насыпанный четыреста лет назад грунт, и чуть ниже проявились контуры могильной ямы. Случилось это 17 июля 2001 года, когда на глубине около трёх с половиной метров открылись мощи преподобного Герасима. Тогда же были обретены и мощи одного из ближайших учеников святого - преподобного Аркадия Болдинского. Долгое время обретённые мощи Герасима пребывали во Введенской церкви - в специально изготовленной резной раке у иконостаса, справа от входа. Над нею установили резную же сень. По окончании строительства и оформления Троицкого собора раку с мощами святого перенесли в соборный храм. Здесь же, в соборном храме, находятся и мощи преподобного Аркадия Болдинского.
Из журнала: "Православные Монастыри. Путешествие по святым местам". Выпуск №109, ООО "Де Агостини", 2011