Пятиглавый Свято-Троицкий собор в середине 19-го века вознёсся в историческом центре Златоуста и почти целое столетие украшал заводскую площадь, пока не был варварски разрушен.
Это был главный православный храм Златоуста и самый крупный в Уфимской губернии.
Решение о строительстве собора было принято горным начальником Златоустовских заводов Павлом Петровичем Аносовым 16 апреля 1834-го года по прошению мастеровых Златоустовского завода. Проект собора 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. Строительство продолжалось немногим более 5 лет и уже к сентябрю 1840 г. здание собора было завершено. Подрядчиком и на строительстве Свято-Троицкого собора были крепостной крестьянин Токарев и его сын Иван. Здание строили на добровольные пожертвования жителей города и средства казны.
В начале октября 1840-го года комиссия во главе с архитектором Уральского горного правления приняла работы, и был заключен контракт с художником Императорской академии художеств Малаховым на изготовление иконостаса
К лету 1842-го года все работы по внутреннему убранству собора были завершены, и 6 июня Свято-Троицкий собор был освящен Епископом Оренбургским и Уфимским Иоанникием. Пятью годами позднее рядом с собором, близ его главного входа, была сооружена пятиярусная колокольня высотой 72 с половиной метра, ставшая самым высоким зданием в Златоусте, а позднее и во вновь созданной Уфимской губернии. Для сравнения: высота колокольни Ивана Великого Москве равна 81-му метру.
Свято-Троицкий собор представлял собой пятиглавый каменный храм с двумя приделами: Благовещения и Александра Невского. Главный вход был обращен в сторону обрывистого склона горы Бутыловка, алтарная часть – в сторону пруда. С трех сторон здание Свято-Троицкого собора было обрамлено колоннадами. Внутренняя площадь храма, предназначенная для размещения молящихся, составляла 910 квадратных метров и была выстлана квадратными чугунными плитами, собор был рассчитан на 3000 человек – четверть населения Златоуста того времени.
Свято-Троицкий собор являлся одним из крупнейших православных храмов на Урале и достаточно значимым по общероссийским меркам. Для сравнения: главный храм Санкт-Петербурга – столицы Российской империи – Исаакиевский имел высоту 101 метр и вмещал более 12 тыс. человек.
В 1904 году во время своего посещения Златоуста на службе в Свято-Троицком соборе был последний российский император Николай Второй.
Богослужения в Свято-Троицком соборе продолжались в течение 86 лет, до их прекращения в начале 1928-го года, когда Малым президиумом Уральского облисполкома было принято решение о закрытии собора и использовании здания в просветительских целях.
В здании Свято-Троицкого собора разместилась экспозиция городского краеведческого музея. В 1932-м была разобрана колокольня собора, снести которую музею предписывалось еще в 1929-го. В мае 1933-го экспозицию музея перенесли в бывший дом горного начальника, и начались работы по ликвидации здания.
Основную часть здания собора взрывали. Взрывные работы проводились или рано утром или поздно вечером. К ноябрю 1934 года от прекраснейшего Храма не осталось и следа. Так завершилась почти столетняя история златоустовского Свято-Троицкого собора.
На месте, где стоял собор, предполагалось строительство цирка на две с половиной тысячи мест, но из-за недостатка средств этот проект не был реализован.
Свято-Троицкий собор запечатлен на многочисленных фотографиях и открытках конца 19-го – первой половины 20-го века. Трудами великого русского фотографа Сергея Михайловича Прокудина-Горского образ собора дошел до потомков в цвете.
Сегодня в музее предприятия “Булат” экспонируется макет Свято-Троицкого собора, выполненный краеведом Александром Алексеевичем Чепуровым.