Свято-Троицкий кафедральный собор являет собой неизменный образ старого Пскова. Блеск его позолоченной главы виден далеко за пределами города, - особенно хорошо, если вы подъезжаете к Пскову по гдовской дороге, а также со Снятной или Соколиной горы. Собор является древнейшим храмом в Пскове и, по существу, с ним в древности отождествлялся сам город, который назывался Домом Святой Троицы, также как Новгород - Домом св. Софии, а Изборск - святителя Николая. Современное здание собора является четвертым по счету, однако каждый раз главный престол храма на том же, установленном в глубокой древности месте, освящался во имя Живоначальной Троицы. Место для храма было избрано самой равноапостольной Ольгой: ей, стоящей на берегу реки Великой, было явлено видение трех лучей над мысом, у слияния рек Великой и Псковы. На указанном месте по повелению Ольги был заложен первый деревянный Троицкий собор. В XII веке собор был возобновлен в камне, предположительно смоленскими строителями, - в те времена местная школа зодчества еще не сложилась.

Перед Троицким собором находилась вечевая площадь - центр общественной жизни Пскова, здесь избирались посадники, призывались князья. В алтаре Троицкого собора хранился меч св. Довмонта-Тимофея, который вручался как благословение всем призываемым на псковский престол князьям. Сам св. Довмонт призывал свою дружину: "Братие мужи, потягнем за Святую Троицу!" - именно так псковичи формулировали свою патриотическую идею.

Именем Святой Троицы заключались союзные договоры о сотрудничестве и помощи между русскими княжествами, и скрепленные "крестным целованием" - клятвой на кресте, грамоты хранились в соборе. Подклет Троицкого собора стал местом погребения князей и священства, а впоследствии и псковских архиереев. При соборе велось летописание, хранился архив и казна.

В 1365 году было построено новое каменное здание собора, - на этот раз строительной артелью псковских мастеров, в полной мере овладевших искусством храмостроения. Храм был сооружен из местной известняковой плиты, с двумя приделами и тремя главами - во образ Святой Троицы. Предположительно, стены собора были расписаны фресками. С 1589 года при соборе была учреждена епископская кафедра.

Ныне существующий четвертый каменный Троицкий собор строился 17 лет и был закончен в 1699 году. Он поставлен "по старой основе" предыдущего собора, но значительно отличается от него прежде всего своей высотой, достигающей 72-х метров. Вертикально вытянутый шестистолпный четверик увенчан пятью главами, символизирующими Христа и четырех Евангелистов, что соответствует традициям московской архитектуры XVII века.

Собор имеет два боковых придела и закрытую галерею, соединенную с притвором. В первом ярусе собора устроена церковь во имя преподобного Серафима Саровского, за алтарем которой находится усыпальница, сохранившаяся с древнейших времен. Иконостас Серафимовского придела расписан знаменитым иконописцем архимандритом Зиноном. Во второй ярус ведет крыльцо с широкой лестницей.

Внутри собор поражает торжественным, уходящим вверх пространством. Шесть мощных столбов, несущих подпружные арки, теряются в высоте грандиозного интерьера, освещенного сверху тремя барабанами. Иконостас, современный храму, мерцает объемной позолоченной резьбой. Образы цветущего райского сада и его плодов - виноградной лозы, отягощенной крупными гроздьями, обрамляют ряды икон XVII века. Два верхних яруса иконостаса с изображением страстей Господних и венчающего всю композицию Распятия добавлены в середине XVIII века. Чтимая святыня храма - рака с мощами святых угодников: святых благоверных князей псковских Всеволода-Гавриила и Довмонта-Тимофея, святого преподобномученика Иоасафа, игумена Снетогорского монастыря, святого блаженного Николая Христа ради юродивого, Псковского чудотворца. Особенно почитают псковичи чудотворную икону Богоматери Чирской, перенесенную в 1420 году крестным ходом в собор, в память об избавлении псковичей от моровой язвы. Обретение чудотворной иконы подтверждается псковскими летописями.

Рядом с Троицким собором до революции существовал так называемый зимний Троицкий собор, освященный в память Благовещения Пресвятой Богородицы. Он был построен в 1836 году в стиле позднего классицизма по проекту архитектора Авраама Мельникова. Каждый год осенью в него крестным ходом переносили мощи св. Всеволода-Гавриила. Благовещенский собор был взорван в 1933 г.

В XVIII веке рядом с Троицким собором была воздвигнута соборная колокольня, которая ныне представляет собой единый ансамбль с главным храмом города.

В конце 20-х годов XX века Свято-Троицкий собор был закрыт и в нем был устроен музей истории религии и атеизма. Богослужения возобновлены в августе 1941 года с приходом в Псков Православной миссии из Риги. В настоящее время в соборе открыты для богослужений четыре придела: в верхнем ярусе - Троицкий, Казанский и Александро-Невский, в нижнем - Серафимовский.