Свято-Троицкий кафедральный собор был построен в XVIII в. как костёл монастыря бернардинцев в новой части города, которая сейчас является административным центром Луцка. Проект разработал арх. П. Гижицкий. Изначально храм носил архитектурные черты рококо, однако после ликвидации ордена бернардинцев и передачи храма православной церкви здание было полностью перестроено в стиле позднего барокко. До нашего времени сохранилось внутренне убранство XIX в. с двухъярусным резным и позолоченным иконостасом, изготовленным украинскими мастерами.