Сучасна будівля церкви зводилась у 1980-их роках і була освячена 1991 року. Свято-Троїцький кафедральний собор знаходиться поруч з Замковою горою, на якій раніше знаходився головний православний храм міста. Насьогодні є однією з головних визначних пам'яток Черкас.