Это первая церковь, построенная в Острогожске. 16 августа 1652 года, одновременно с основанием города, был заложен деревянный соборный храм во имя Живоначальной Троицы с пределом во имя святителя Николая. Строительство собора вместе с острогожской крепостью было закончено 7 ноября 1652 года. В этот собор были переданы в дар от царя Алексея Михайловича: небольшой напрестольный серебряный крест со святыми мощами, парчовая священная риза и малое евангелие в серебряной оправе. Кроме этих даров царь прислал большую икону Святителя Николая, древнегреческой живописи.
Эта деревянная церковь стояла 65 лет, после чего была заменена каменной. Каменное здание собора освещено во имя Святой Троицы в 1721 году. К нему затем пристроили трапезную с колокольней и двумя придельными престолами. Один во имя Пресвятой Богородицы, а другой во имя Святителя и Чудотворца Николая. Сооружение трапезной с колокольней закончено в 1766 году. В таком виде храм простоял менее 60 лет. Затем его разобрали до основания и начали сооружать новое соборное здание. Средства на строительства внес почетный гражданин города, местный помещик, дворянин Дмитрий Петрович Синельников. Он имел единственного сына Алексея, стоявшего на службе адъютантом украинского гусарского полка. В стычке с черкесами Алексей Синельников погиб. Дмитрий Петрович со своей супругой Натальей Федоровной долго оплакивали сына, находя утешения в молитве и делах благотворения. Синельниковы, располагая хорошим материальным состоянием, решили пожертвовать часть его на постройку нового соборного храма.
Пристроенной к собору каменной трапезе с колокольней пришлось прослужить только 14 лет – с 1766 по 1780 год, после чего они были сломаны. До устройства нового здания соборное духовенство отправляло богослужение на подворье Дивногорского монастыря, в храм Преображения господня.
В 1783 году был возведен второй этаж Троицкого собора с громадным круглым куполом, который без всяких внутренних опор представлял редчайшую красоту и величие. Этот купол был сооружен под руководством опытного мастера Медведева. Все архитектурное изящество купола и его иконостаса совершил тульский мастер А.И.Кудрявцев.
Вскоре после постройки собора произошла непредвиденная ситуация. Левая сторона храма не выдержала напора купола и, осевши, дала большую трещину.
К освящению нового перестроенного собора Дмитрий Петрович на свой счет выписал из Москвы среброзлаченный, весом в 9 фунтов 23 золот.; напрестольный ковчег, священные сосуды; Среброзлаченный напрестольный крест; большое Евангелие; напрестольную одежду и колокол в 170 пудов, стоимостью 4000 рублей.
Освящение главного престола церкви, во имя Живоначальной Троицы совершилось в воскресенье 27 июня 1787 года.
5 сентября 1788 года скончался создатель и благотворитель собора Дмитрий Петрович Синельников, передав в наследство попечение и дальнейшее благоустройство собора своей супруге Натальи Федоровне. Она приобрела для храма серебряную люстру весом в 2 пуда 12 фунтов, стоимостью в 3513 рублей.
Через некоторое время 170 пудовый колокол, купленный Дмитрием Петровичем, разбился.
На счет Натальи Федоровны в Москве был вылит 207 пудовый колокол. Но он провисел недолго и тоже разбился. И тогда, 9 февраля 1790 года, на ее – же счет снова был вылит и доставлен в собор 272 пудовый колокол. Перед смертью Наталья Федоровна пожертвовала храму 5000 рублей на приобретение еще одной серебряной люстры.
роицкая соборная церковь – была главной церковью Острогожска. Великолепный двухэтажный ампирный собор на высоком берегу Тихой Сосны прекрасно просматривался при въезде в город с южной стороны.
Внутри весь белый, он поражал простором купола, благородством линий и красотой иконостаса. В воздухе парила большая серебряная люстра, в четырех простенках висели громадные панно на евангельские темы.
А в весеннюю пасхальную ночь, когда время подходило к 12 часам, соборный колокол начинал отбивать счет: раз, два…семь…десять, одиннадцать, а вместе с двенадцатым ударом раздавался одновременный гул колоколов всех церквей Острогожска и его пригородных слобод. И несется потом этот перезвон всю пасхальную неделю, сливаясь с весенним пробуждением природы.
