Село Воскресенское, основанное в XVIII веке, изначально называлось Воскресенское по имени первой церкви, построенной в честь Воскресения Христова. Впоследствии, с развитием поселения и увеличением числа прихожан, возникла необходимость в строительстве нового храма.
В 1816 году на средства местных жителей и благотворителей было начато возведение каменного храма во имя Святой Живоначальной Троицы. Строительство продолжалось несколько лет и завершилось освящением храма в 1825 году. Архитектурный облик храма отражает стилистику позднего классицизма с элементами барокко, характерную для культовых сооружений того периода.
В 1850 году храм был значительно расширен и перестроен. Были добавлены два придела: южный — во имя святой великомученицы Екатерины и северный — в честь Казанской иконы Божией Матери. В этот же период была возведена каменная колокольня и ограда, что придало храму завершенный и монументальный вид.
В советский период, начиная с 1929 года, храм был закрыт, а его помещения использовались под различные нужды, включая размещение библиотеки и других учреждений. В результате этих преобразований внутреннее убранство храма было утрачено, а само здание подверглось значительным изменениям и частичному разрушению.
В 1990 году, в период возрождения религиозной жизни в России, здание храма было возвращено Русской Православной Церкви. С этого времени начались работы по его восстановлению. Благодаря усилиям прихожан и духовенства, были восстановлены основные архитектурные элементы, воссозданы иконостасы и внутреннее убранство.
В 2012 году, в связи с образованием Покровской епархии, Свято-Троицкий храм получил статус кафедрального собора.
