Свято-Троицкий Кафедральный Собор - древнейший храм во имя Святой Троицы на Руси. Псковичи твердо верили, что все благое для них совершается "милостию и помощию Святой Троицы". Именно в этом храме псковичи ставили на княжение князей, у стен его собиралось Псковское вече. При храме велось летописание, хранились судная и другие важнейшие грамоты, денежный ларь. С 1589 года в нем размещается епископская кафедра. Псковский Собор был как церковным, так и административным центром Псковской земли. На месте видения трех светоносных лучей св. Ольга установила дубовый крест.

По его образцу изготовлен в 1623 году Ольгин крест, установленный перед иконостасом у северной стены храма. Ныне существующий, четвертый по счету, Свято-Троицкий Собор построен на месте обветшавшего и разобранного Собора зодчего Кирилла. Он заложен Митрополитом Маркелом в 1682 году, но Незавершенное строение через 6 лет обрушилось. В 1691 году Митрополит Илларион Продолжил строительство.

В 1699 году при Митрополите Иосифе храм был освящен. Ко времени постройки храма относится иконостас. Иконы пяти ярусов - местного, праздничного, деисусного, пророческого и праотеческого чинов - датируются концом XVII века. Они выполнены профессиональными художниками, близкими школе Оружейной палаты Московского Кремля, и сочетают древнерусские традиции с достижениями западноевропейской живописи. Два верхних яруса иконостаса, с изображением Страстей Господних и венчающее всю композицию Распятие с предстоящими, добавлены в середине XVIII века. За все время своего существования были реставрированы только нижние ряды иконостаса как следствие серьезной работы по разминированию Собора после отхода немецко-фашистских войск из Пскова. Также датируются иконы на пилонах храма. Они всецело принадлежат религиозному искусству нового времени и далеки от древнерусского канона. Многие отличаются высокими художественными достоинствами. Расположенный в Кремле, в историческом центре Пскова,

Собор виден за десятки километров. Двухэтажный, четырехстолпный, пятиглавый храм построен в формах русского зодчества XVII века и использованием местных псковских традиций. Высота его 72 метра. На второй этаж ведет высокое крытое крыльцо с 33 ступенями.

Под кровлей храма собраны шесть церковных престолов. На втором этаже размещены: основной престол во имя Святой Троицы, придельные церкви во имя св. кн. Ольги, св. благ. кн. Всеволода-Гавриила, св. благ. вел. кн. Александра Невского и Казанской иконы Божией Матери. В подцерковье находится усыпальница псковских архиереев и князей. В 1903 году здесь была устроена церковь во имя св. преп. Серафима Саровского чудотворца. Особо почитают псковичи Чудотворную Чирскую икону Божией Матери. На иконе есть надпись: "Сия чудотворная Пресвятыя Богородицы икона перенесена в сей Псковский Кафедральный Собор с подобающим крестным ходом из Псковской же Чирской волости в 1420 году во время трехдневного течения из очей Ея слез и свирепствовавшей во граде Пскове и пределах его моровой язвы". Обретение чудотворной иконы подтверждается псковскими летописями.

Другой особо почитаемый образ - Чудотворная храмовая икона XVI века "Святая Троица с деяниями". В середине иконы "Гостеприимство Авраама", в клеймах ветхозаветные сюжеты, прообразующие жертвенную миссию Христа Спасителя. На южной стене Троицкого Собора в деревянном киоте с резными изображениями Ангела, Орла, Тельца, Льва символами четырех евангелистов Матфея, Иоанна, Луки и Марка находится икона Псковской Божией Матери. В 1848 году молитвенным заступничеством Матери Божией по совершении молебнов о здравии исцелилась смертельно больная жена купца Петра Барзова.

В 1998 году обновилась и обильно замироточила старинная икона вмч. и целителя Пантелеимона. Это событие произошло за две недели до того как Честную Главу святого привезли в Санкт-Петербург для поклонения православных христиан. В 2004 году 9 августа икона вновь мироточила, в день памяти вмч. и целителя Пантелеимона.