Пятиглавый Свято-Троицкий собор в XIX в. был главным православным храмом Златоуста и самым крупным в Уфимской губернии.
Горный начальник Златоустовских заводов Аносов П.П. 16 апреля 1834-го года утвердил прошение мастеровых Златоустовского завода и принял решение о строительстве собора. Проект составил архитектор Федор Тележников.
Место для строительства определили на берегу заводского пруда, где ранее находилась первая в Златоусте деревянная церковь, сожженная отрядом Емельяна Пугачева.
Храм торжественно заложили в 1835-м году. К сентябрю 1840 г. здание собора было завершено и началась внутренняя отделка.
6 июня 1842-го епископ Оренбургский и Уфимский Иоанникий освятил Свято-Троицкий собор. Через 5 лет рядом с главным входом построили пятиярусную колокольню высотой 72,5 м., которая стала самым высоким зданием в Златоусте и во всей Уфимской губернии.
Свято-Троицкий собор представлял собой пятиглавый каменный храм с двумя приделами: Благовещения Пресвятой Богородицы и святого благоверного князя Александра Невского. Собор вмещал в себя 3000 человек – четверть населения Златоуста того времени.
В 1904 году последний российский император Николай II посещал Златоуст и молился на службе в Свято-Троицком соборе.
В начале 1928-го года малым президиумом Уральского облисполкома было принято решение о закрытии собора и использовании здания в просветительских целях.
В величественном здании разместилась экспозиция городского краеведческого музея.
В 1932-м разобрали колокольню собора, а к ноябрю 1934 года закончились взрывные работы, и Свято-Троицкий собор был полностью ликвидирован.
Благодаря трудам великого русского фотографа Прокудина-Горского С.М. образ собора дошел до нас в цвете.
