Свято-Троицкий собор расположен на территории Рижского Свято-Троице-Сергиева женского монастыря и строился как летний монастырский храм. Он был возведён в 1902-1907 гг. по проекту архитектора Константина Пекшена и является одним из крупнейших православных храмов Риги. Ктитором собора стал Государь Император Николай II, по указу которого из государственной казны отпущена основная часть средств на строительство.
Величественный пятиглавый храм имеет очень красивый выразительный силуэт, он высокий, светлый и просторный, внутреннее пространство неразделённое. В цокольном этаже собора устроен просторный храм-крипта в честь Успения Пресвятой Богородицы, освящённый в 1912 году. Этот храм, ставший усыпальницей родителей основательниц обители Бориса Павловича и Марии Николаевны Мансуровых, сохранил своё первоначальное уникальное убранство. Его резной иконостас был создан в знаменитой подмосковной Абрамцевской мастерской известного мецената Саввы Мамонтова. Иконы для иконостаса написаны в иконописной мастерской Свято-Троице-Сергиевой Лавры. Рядом с алтарём находится Гефсимания, чудной работы резная сень с лампадами, под которой хранится плащаница Пресвятой Владычицы нашей Богородицы. Справа от алтаря Успенского храма находятся резные дубовые надгробия над могилами Б.П. и М.Н. Мансуровых.
После закрытия рижского Кафедрального собора Рождества Христова в 1961 году, в Свято-Троицкий собор была перемещена кафедра Рижских Архипастырей. В тот год сюда была перенесена значительная часть убранства Кафедрального храма. так появились здесь резной золочёный иконостас, сделанный в Петербурге в 1903 году, большая величественная Голгофа, высокие бронзовые подсвечники, огромное бронзовое паникадило. От первоначального убранства собора сохранились резные киоты у солеи.
В Свято-Троицком соборе ныне находятся и некоторые иконы из Рижского Свято-Алексеевского мужского монастыря, закрытого в 1917 году, в том числе и храмовая икона монастырской церкви Алексия, человека Божия. Среди святынь собора – чтимая Толгская икона Пресвятой Богородицы, присланная в Ригу в 1996 году в дар из подмосковного Хотькова монастыря, и чудесно обновившаяся икона преподобного Серафима Саровского. Настенные росписи выполнены в 1954-1956 гг. Свято-Троицкий собор оставался Кафедральным до восстановления собора Рождества Христова. Но и сейчас настоятелем собора является Высокопреосвященнейший Александр, Митрополит Рижский и всея Латвии. Ежегодно в соборе с большой торжественностью совершается на второй день праздника Успения чин погребения Пресвятой Владычицы нашей Богородицы с участием всего рижско-градского духовенства.
По благословению Его Высокопреосвященства, Высокопреосвященнейшего Александра, Митрополита Рижского и всея Латвии в Троицком соборе регулярно проводятся ремонтно-реставрационные работы. Значительный ремонт был проведён в соборе в 2006 году, а в следующем, 2007 году, в соборе было устроено новое газовое отопление, стали не нужны большая котельная в подвале и обширный угольный склад. На месте прежней котельной были обустроены помещения для воскресной школы и трапезной. также в храме была сделана новая вентиляционная система и поставлена новая охранная сигнализация.
В 2012 году на центральном куполе собора установили новый вызолоченный крест. Чин освящения креста совершил Высокопреосвященнейший Владыка Александр в сослужении соборного духовенства.