Первая церковь в селе Золотое была построена в 1563 году крестьянином-собственником Петром Карповичем Соколовым. Это было деревянное здание, служившее духовным центром для местных жителей. Однако со временем возникла необходимость в более просторном и долговечном храме.
В 1834 году, по инициативе прихожан и при содействии саратовского губернатора Александра Дмитриевича Панчулидзева, был возведён новый каменный собор в честь победы России в Отечественной войне 1812 года. Архитектурный проект разработал известный архитектор Василий Петрович Стасов, придерживаясь стиля классицизма. Собор имел пять куполов и отличался богатым внутренним убранством, включая росписи и утварь, превосходившие по красоте многие соборы губернских городов.
Трёхпрестольный храм включал главный престол во имя Пресвятой Живоначальной Троицы, а также приделы в честь Успения Пресвятой Богородицы и во имя святителя Николая Чудотворца. В штате причта состояли два священника и два псаломщика, которым предоставлялись церковные дома. Приход также имел две земские и две церковно-приходские школы.
В период после революции, когда в стране начались гонения на религию, собор в селе Золотое, несмотря на прекращение богослужений, практически не пострадал. Это позволило сохранить его архитектурный облик и внутреннее убранство. 27 сентября 1989 года храм был вновь передан верующим и возобновил свою деятельность.
В 2007 году в соборе проводились ремонтно-реставрационные работы. Были оштукатурены и побелены западная и южная части фасада, восстановлены надписи с цитатами из Священного Писания на стенах храма с трёх сторон, а также написаны две фрески на северо-западной стене.
