В 1768 г. к югу от храмов Николая Чудотворца и Грузинской Иконы Божией Матери была поставлена соборного типа пятиглавая летняя церковь Троицы Живоначальной.

Древний обветшалый иконостас Успенского собора города Владимира, состоящий из икон начала XV в. кисти Андрея Рублёва, Даниила Чёрного и других иконописцев их круга, был списан в храмовое хранилище. В 1768 г. иконостас (состоящий из 29 икон) купили жители села Васильевского. Он был установлен в Свято-троицкую церковь. Клеевая роспись исполнена иконописцем из с. Тейково Тимофеем Медведевым в 1828 году. В 1852 году древние иконы Троицкой церкви обновлялись московским художников-реставратором Н.И. Подключниковым. Он и предположил первым, что иконы написаны Андреем Рублёвым или его сподвижниками. Как ему говорил церковный староста: "Мы благодарим бога, что он к нам тебя послал".

Сразу после революции, в 1918 г. древними шедеврами заинтересовался учёный И. Грабарь, вывезя одну икону («Вознесенье») в Москву для консультаций и исследования. В 1923 г. из Васильевского были вывезены оставшиеся 26 икон. Судьба двух икон неизвестна: след одной затерялся в окрестностях Васильевского.

Иконы (приписанные к 1408 году) принадлежат кисти Андрея Рублёва, Даниила Чёрного и других иконописцев их круга. Четыре иконы Васильевского чина ныне находятся в Русском музее, остальные – в Третьяковской галерее.

Троицкий собор закрыт решением облисполкома от 3 февраля 1932 г.
Сейчас восстанавливается.