Троїцький собор входить до комплексу Троїцько-Іллінського монастиря, заснованого в далекому ХІ столітті Антонієм Печерським.
Свято-Троїцький собор — визначна архітектурна пам'ятка доби Гетьманщини у м.Чернігів (1695). Був головним собором чернігівського Троїцького монастиря.
Одним із найвиразніших архітектурних ансамблів України є Троїцько-Іллінський монастир XI—XVIII ст. в м.Чернігові. Він складається з двох частин — колишнього Іллінського монастиря XI—XVII ст. та Троїцького монастиря, побудованого на найвищому плато Болдиних гір протягом 1677-1780 років, об'єднаних ландшафтом та архітектурою в єдиний ансамбль. Початок будівництва Троїцько-Іллінського монастиря , за літописом, було покладено ченцем Антонієм Печерським 1069 року. «Ископанные» ним та його послідовниками в яру Болдиних гір печери з часом перетворились на двоярусний великий підземний комплекс — відому сьогодні в усьому світі пам'ятку підземного будівництва Антонієві печери. У XII ст. біля входу в печери збудували хрестовокупольну безстовпну, увінчану одним верхом Іллінську церкву.
1239 року Троїцько-Іллінський монастир зруйнували орди хана Батия.
НОВЕ ВІДРОДЖЕННЯ
Ініціатором будівництва Троїцького собору та відродження в цілому Троїцько-Іллінського монастиря був відомий політичний, церковний діяч і письменник кінця XVII ст. архієпископ чернігівський Лазар Баранович. У 1672 році він переїхав у Чернігів із своєї колишньої резиденції в Новгороді-Сіверському. Завдяки перебудовам Іллінська церква отримала форму трибанного храму, найбільш розповсюдженого в Україні за козацької доби.
Закладений у 1679 р. Троїцький собор Лазарем Барановичем за проектом і під керівництвом архітектора Йоганна Баптиста (Йоганн Батист Зауер) був збудований коштом гетьмана України Івана Мазепи. Будівництво храму продовжувалося 10 років, а опоряджувальні роботи до 1695 року; цього ж року він був освячений наступником Лазаря Барановича, вже після його смерті, чернігівським архієпископом Феодосієм Углицьким.
Храм належить до унікальної типологічної групи споруд так званого державного або гетьманського жанру, у якій відроджено розпланувально — просторові структури мурованих храмів княжої доби і помітні впливи західного (литовського і польського) бароко. Ці храми відомі в Україні тільки в мурованому будівництві й не мають ані прототипів, ані наслідувань у народній дерев'яній архітектурі. Цю типологічну групу започаткував Спасо-Преображенський собор Максаківського монастиря на Чернігівщині, заснований в 1646 році.
Троїцький собор послужив зразком при спорудженні Спасо-Преображенського собору Мгарського монастиря під Лубнами.
Споруду зовні потиньковано і побілено, що підкреслює пластичність декору, виконаного в ордерній системі із застосуванням різних форм ніш, вікон, наличників і сандриків, пілястр та карнизів.
Троїцько-Іллінський монастир як релігійний комплекс діяв до 1786 року, коли за наказом Катерини ІІ вотчини монастиря були секуляризовані. Троїцькому монастирю була відведена особлива роль: на його території було призначено розмістити Чернігівський університет, чому сприяло і те, що монастир мав друкарню і бібліотеку, яка нараховувала більше 11 тисяч книг. Після смерті князя Тавриди Григорія Потьомкіна, який особливо опікувався цим питанням, наказ не виконувався. Тому 1790 року долю монастиря було змінено: імператриця визначила чернігівському єпископу переселитися з Борисоглібського в Троїцький монастир.
За період існування Троїцького собору він неодноразово горів та перебудовувався.
Першою побудували трапезну із Введенською церквою (1677-1679 рр.), єдиною двобанною серед тих, що збереглися на Лівобережній Україні трапезних церков; пізніше спорудили три корпуси келій та господарських приміщень, які створили мальовниче барочне оточення головної споруди — Троїцького собору, збудованого у 1679-1695 роках за проектом архітектора Іоанна Зауера — Баптиста. Цікавий факт: у барабані глави собору зберігся фрагмент напису часів гетьмана Мазепи про грошові пожертви Лазаря Барановича і Івана Мазепи на будівництво собору.
Наприкінці XVIII ст. замість дерев'яної збудували цегляну огорожу монастиря з квадратними і восьмигранними кутовими вежами; з півночі собору побудували величну надбрамну п'ятиярусну дзвіницю висотою 58 метрів у соковитих барокових формах. Дзвіницю споруджено між 1770 і 1780 роками архімандритом Іоілем (Биковським). Прізвище архітектора — будівничого невідоме; за деякими свідоцтвами були використані проектні креслення Іогана Шеделя, автора Великої Лаврської дзвіниці. Розміщена в ансамблі монастиря, дзвіниця стала головним орієнтиром для подорожнього з боку Києва, Ніжина, Любеча.
Собор є визначною пам'яткою, що розкриває шляхи становлення і розвитку архітектури українського бароко.
Троїцький собор це тринавний, шестистовпний, триапсидний храм. За своїм планом він наслідує традиції мурованого храмового будівнитва Русі. Верх собору лаконічно прикрашають сім барокових бань: головна баня вивершується над центром, дві менші здіймаються на бокових ризалітах західного фасаду, а решта розташована на основному об'ємі споруди.
Стіни собору, вікна, арковидні і квадратні ніші — заглиблення, які імітують вікна, багато прикрашені бароковими вертикальними та горизонтальними профільними лініями і напівколонками. Ніші заповнені розписами. В другому ярусі Троїцького собору над входом виділяється вікно у вигляді православного хреста, що є особливою ознакою чернігівських барокових храмів кін. XVII — поч. XVIII ст. Величний і урочистий інтер´єр собору прикрашає іконостас 1942 — 49 рр., виконаний після ІІ світової війни місцевим художником Піменом Портним, а також цілий комплекс настінного живопису XVII — XX ст.
Весь ансамбль Троїцько-Іллінського монастиря складався протягом XVII—XIX ст. Побудова цього величного комплексу стала можливою й тому, що Троїцько-Іллінський монастир був великим феодальним господарством, якому в середині XVIII ст. належало майже 10 тисяч кріпаків, 24 села, 30 вітряків, 31 завод, у т. ч. цегельні. Троїцький монастир був з'єднаний з Іллінським «галереею, устроенною на каменных арках и столбах».
Весь ансамбль Троїцько-Іллінського монастиря постраждав в роки Другої світової війни і з 1941 по 1967 рік комплекс Троїцького монастиря не виконував тієї функції для якої будувався та входив до складу різних прокомуністичних установ .
Лише у 1988 році, після закінчення реставраційних робіт, проведених під керівництвом відомого архітектора Маріоніли Говденко та реставратора живопису Володимира Бабюка, будівлі колишнього Троїцького монастиря повернули Чернігівській єпархії. В результаті цих реставраційних робіт собор відновлено в первісних формах XVII ст. Автор проекту реставрації — київський архітектор М. М. Говденко.
У храмі нині знаходяться мощі чернігівського святого Феодосія Углицького і преподобного Лаврентія, а під підлогою собору — склеп, який свідчить про те, що собор є усипальницею духовних ієрархів, феодальної знаті ХVІІІ — поч. ХХ ст.
З 1992 — кафедральний собор Чернігівської єпархії .
Існує чимало екскурсій до комплексу Троїцько-Іллінського монастиря в м. Чернігів.

