Одним з найкрасивіших храмів міста Сум є Троїцький собор, розташований по вулиці Троїцька, 24-а. Закладка храму відбулася у травні 1901 р. за проектом німецького архітектора Р. Шольца, найнятого «цукровий імператором» П. Харитоненка. Проект церковної огорожі і мозаїчної підлоги був виконаний відомим архітектором А. Щусєвим. Будівництво церкви тривало з перервами до 1915 р. Освячення собору спочатку планувалося провести 26 вересня 1914 р., але із-за смерті П. Харитоненко, який фінансував будівництво святині, воно було відкладено на довгі роки.

Нелегкий час довелося пережити Свято-Троїцького собору в період Першої світової війни, а потім громадянської воєн. В радянський час храм використовувався як будинок органної музики. Інструмент, виготовлений в Чехії, вперше зазвучав у стінах сумського собору в листопаді 1986 р. І лише у 1996 р. частина храму була повернута віруючим. Орган зараз розташований в приміщенні Сумської обласної філармонії.

Сьогодні Троїцький собор має не найкращий вигляд. Але, незважаючи на це, в ньому і зараз помітна розкіш, яку місто зміг собі дозволити майже 200 років тому. Одноярусний і квадратний у плані Троїцький собор був виконаний у стилі, який поєднує в собі елементи класицизму і бароко, за типом відомих пам'яток столичної архітектури - Троїце-Ізмайловського і Исакиевского соборів у Санкт-Петербурзі. Три фасаду храму прикрашають портики з колонами коринфського ордера. Західний фасад прикрашає прилегла до нього висока чотириярусна дзвіниця. Мармуровий іконостас Троїцького собору, який не зберігся. Вітраж «Трійця» в інтер'єрі храму був виконаний за участю К. Петрова-Водкіна. Дванадцять дзвонів були відлиті у Москві на заводі братів Самгиных.

Пам'ятник архітектури неокласицизму початку 20 ст. - Сумської Троїцький собор належить Українській православній церкві Московського патріархату.