В 1681 году была построена деревянная церковь — Троицкая, положившая начало монастырю.
31 января 1684 года освятили главный соборный храм во имя Св. Троицы.
Верх ее представлял собой четырехгранный объем с двумя крестовыми «бочками об одной главе», покрытыми чешуйчатым лемехом. Венчал церковь большой деревянный крест, обитый белым железом. С северной стороны к основному объему был прирублен пятистенный алтарь, на котором высился крест.
В 1785 году «усердием» майора Карпова на месте Троицкой церкви был сооружен новый каменный храм в архитектурном стиле барокко.
Построили каменную колокольню, к которой примыкали два одноэтажных здания. В одном из них находилась монастырская библиотека.
В советское время колокольня была уничтожена.
Троицкий собор входит в состав архитектурного ансамбля Селенгинского Троицкого монастыря.
В настоящее время ведутся реставрационные работы.