Собор Святой Живоначальной Троицы лейб-гвардии Измайловского полка был построен в 1828-1835 годах на личные средства Николая I по проекту архитектора Василия Стасова как храм для воинов лейб-гвардии Измайловского полка. На момент постройки собор являлся крупнейшим в России. Во время строительства в 1834 году центральный купол был снесен бурей, после чего был восстановлен на основе деревянных ферм. После Русско-турецкой войны 1877-1878 годов в соборе хранились полученные в ней трофеи. В 1886 году перед собором возвели монумент, выполненный из турецких пушек, однако в 1929 году он был снесен и восстановлен только в 2005 году. После 1917 года собор был частично разграблен, а в 1932 году — закрыт. Сохраненные реликвии были размещены в различных музеях. Собор стали использовать под складские помещения, хотя изначально в нем планировали организовать крематорий. Во время Великой Отечественной войны в результате обстрела был разрушен один из малых куполов, который был восстановлен в 1952-1953 годах. В 1966-1967 годах была проведена реставрация внешнего вида храма, однако внутри он остался опустошенным. В 1990 году собор был возвращен верующим. В 2004 году реставрация была возобновлена.