Собор Троицы Живоначальной в городе Галиче Костромской области был возведен в 1839-1859 годах как главный храм Николаевского Староторжского монастыря. Первоначальный проект разработан инженером Львовым из губернской строительной комиссии, затем переработан в Комиссии проектов и смет Главного управления путей сообщения Санкт-Петербурга. Строительные работы выполнялись подрядчиком Павлом Гурьяновичем Трухиным, крестьянином Нижегородской губернии.
Архитектурное решение представляет собой четырехстолпный пятиглавый храм в стиле позднего классицизма с крестообразной планировкой. Западный фасад украшен четырехколонным тосканским портиком. Центральный купольный барабан выполнен в форме ротонды с арочными окнами. Первоначально собор имел три престола: главный - в честь Живоначальной Троицы, боковые - Покрова Пресвятой Богородицы и святителя Николая Чудотворца.
В 1919 году монастырь был закрыт советскими властями. В зданиях разместился детский дом, существовавший до 1962 года. В 1936 году с собора сняли кресты и демонтировали четыре малые главы. С 1939 года в храме размещалась паросиловая электростанция, а после 1963 года - котельная педагогического училища. За советский период здание значительно пострадало: было частично заглублено в грунт, интерьеры повреждены.
Реставрационные работы начались в 1990-х годах с восстановления малых глав. В 2017 году проведены масштабные работы: демонтированы поздние пристройки, восстановлены купола с покрытием нитридом титана, установлены золоченые кресты по оригинальным чертежам. Внутренние помещения очищены от наслоений советского периода, проведены работы по восстановлению оконных и дверных блоков из лиственницы.
Собор является кафедральным храмом Галичской епархии Русской Православной Церкви. Архитектурный комплекс представляет собой пример храмового зодчества середины XIX века, характерного для провинциальных монастырей Российской империи. В настоящее время продолжаются работы по восстановлению исторического облика здания и его внутреннего убранства.
