Его построили в сентябре 1603 года
В разное время здесь помещались гарнизонная и ремесленная школы, тюрьма, денежные и продуктовые кладовые и другие заведения.
В настоящее время собор состоит из трёх церквей, расположенных на одном подклете: Троицкой, Сретенской, Введенской, а также двух трапезных палат.
В период с 2018 по 2022 годы комплекс отремонтировали капитально. На работы потратили 216 млн рублей. В соборе укрепили стены, фундамент, своды, полностью поменяли кровлю и выстелили пол.
12 июня 2022 года в День Святой Троицы Митрополит Астраханский и Камызякский Никон провел первую литургию в Троицком соборе кремля. Теперь службы здесь идут по воскресеньям
