Есть мнение, что Троицкий собор послужил краеугольным камнем для основания города. Воздвигнут он был по велению Великой Равноапостольной княгини Ольги Российской в середине X века. Родом псковитянка, Ольга одной из первых на Руси приняла крещение. Тогда «прииде блаженная Ольга близ реки, глаголешая Пскова, и ста на устии той реки… И внезапно преславное видение виде светлыми лучами осиеваемо место оное, пророчествуя, глаголяше: на месте сем будет храм Пресвятые Троицы и град велик зело и славен будет…».
Второй собор возвел в камне в XII в. Всеволод-Гавриил, первый князь Пскова. Облик этого храма приблизительно можно представить по иконе с образом князя у алтаря в Троицком соборе (Всеволод-Гавриил писан в рост, держащим на ладони модель храма, который он подарил Богу и псковичам).
Самым замечательным был третий Троицкий собор 1367 года, сыгравший важнейшую роль в развитии местной архитектурной традиции. Некоторые ученые считают его автором мастера Кирилла, воплотившего в Псковском градостроении идею церкви соборной как образа и подобия вышнего Иерусалима, небесного дома святой троицы.
Реконструкция собора говорит о 25 его престолах (с храмами Довмонтова города), одноглавии мощного храма и 32 скатах его перекрытия.
Псковичи воспринимали свой город земным подобием Града Небесного («яко же Горний Иерусалим») и величали его Домом Святой Троицы. Нынешний Троицкий собор, четвертый по счету, построен в 1699 году в общерусских московских традициях: это многоярусный (72 метра), кафедральный, шестистолпный, пятиглавый храм, с тремя высокими апсидами, двумя приделами, галереями, подцерковьем (с храмом Св. Серафима Саровского).
Архитектурное решение достаточно строго: четкий объем храма, беленые стены, немного декора (в стиле «нарышкинского барокко» и яркие пятна псковских поливных изразцов — в первом ярусе). Несмотря на перестройки в XVIII веке (крыльцо, контрфорсы, закладка галерей) и ремонт конца XIX века, собор сохранил первоначальное решение.
Высок и затейлив иконостас в 7 ярусов в интерьере храма. Замечательны многие иконы, в том числе: «Святая Троица», «Чирская Богоматерь» и прославленная «Псково-Покровская Богоматерь», возвращенная на родину из Германии. Мощи псковских святых: Всеволода-Гавриила, Довмонта, юродивого Николки Салоса и других — хранятся в раке. В соборе и вокруг него — захоронения великих «мужей пскович»
Святая Троица — настоящее сердце стольного града Пскова. Колокольня Троицкого Собора. XVII—XIX вв.
Колокольня построена на месте древней башни «на Радчине всходе» Квадратная в плане, завершена ярусными пролетами звона, декоративным ярусом башенных часов и шпилем с крестом. Верхние ярусы надстроены в XVIII—XIX вв.
Троицкий собор вместе с колокольней имеет значение центрального, заглавного элемента, высотной доминанты в градостроительной структуре Пскова.