28 мая 1872 года состоялась закладка Градо-Бийского Троицкого собора.

Построенный кирпичный однопрестольный собор во имя Святой Живоначальной Троицы был освящён 4 декабря 1877 года. Строился на средства бийского купца первой гильдии Алексея Фёдоровича Морозова с незначительным участием прихожан. Для собора Морозов приобрёл очень дорогой, в византийском стиле, иконостас.

Первым настоятелем собора стал протоиерей Дмитрий Емельянов. Затем, в 1881 г., его сменил протоиерей Павел Васильевич Митропольский.

С 1903 года настоятелем Троицкого собора стал иерей Василий Александрович Лебедев — благочинный «Градо-Бийских православных церквей благочиния № 24 Томской епархии». В соборе проходили все самые торжественные архиерейские службы, у его стен – парады и митинги.

В приходе находилось Владимирское женское городское приходское училище ведомства Министерства Народного Просвещения.

У алтаря Троицкого собора были погребены главные жертвователи и благотворители, бийские 1-ой гильдии купцы, потомственные почётные граждане города Алексей Фёдорович и Елена Григорьевна Морозовы.

В 1930 г. Троицкий собор закрыт для службы, а в 1934 г. его окончательно разобрали. Могилы сравняли с землёй. Из кирпича храма рядом, по улице Толстого, построили двухэтажное здание для детского приюта (ныне здание психиатрического диспансера)