В кон. 50-х годов XIX в. Русская Духовная Миссия временно располагалась в Архангельском монастыре, предоставленном Иерусалимской Церковью. Увеличение числа паломников, и забота об их пребывании в Святой Земле подвигло начальников Миссии приобрести в 1860 г. несколько участков земли на Мейдамской площади к северо-западу от Старого Города. На этом месте 30 августа 1860 г. при начальнике Миссии епископе Кирилле (Наумове) (1858 - 1864 гг.) был торжественно заложен соборный храм во имя Святой Троицы по проекту русского архитектора Мартина Эпингера. Строительство было закончено в 1863 г. Но лишь 28 октября 1872 г. при начальнике Миссии архимандрите Антонине (Капустине) Троицкий собор был освящен. Торжественное богослужение возглавил Иерусалимский Патриарх Кирилл в сослужении четырех иерархов Иерусалимской Церкви. К Рождеству Христову того же года на колокольню храма был поднят колокол. Главный русский собор Святой Земли это белокаменный пятикупольный храм в неовизантийском стиле. Внутри храма — замечательный резной иконостас, изготовленный в 1869 г. петербургским мастером Николаем Андреевичем Леонтьевым. В 1870 г. на Всероссийской мануфактурной выставке в Санкт-Петербурге Н. Леонтьев за свое произведение был удостоен серебряной медали. Золоченые Царские врата – вклад Председателя Палестинского комитета Великого Князя Константина Николаевича. В соборе есть две святыни - икона Благовещения Пресвятой Богородицы и икона святителя Николая Чудотворца.