23 июля 1711 года освящена деревянная Троицкая церковь. Царь бывал в ней два-три раза в неделю, читал Апостол и «пением своею особою, стоя на клиросе с прочими певчими, продолжал всенощное бдение часов по пяти и по шести». Здесь отмечались полтавские годовщины и заключение Ништадтского мира, когда Петру был поднесен титул Императора. Здесь поначалу в свой праздник собирались Андреевские кавалеры и произносил проповеди архиепископ Феофан (Прокопович). Здесь же отпевали казненного в 1718 царевича Алексея. По своему рангу собор до революции занимал в городе место сразу после Исаакиевского.
С основания новой столицы прошло всего четыре с половиной месяца, как был дан указ о закладке «в знак благодарения Триединому Божеству» церкви на правом берегу Невы, неподалеку от строящейся крепости. В апреле 1709 указ пришлось повторить, и 10 июля (по старому стилю) 1711 небольшая деревянная постройка была наконец освящена. Находясь в тогдашнем центре столицы. Троицкая церковь некоторое время считалась кафедральной.
«Соборная церковь Святые живоначальныя Троицы, деревянная, построена в 1710 году на Петербургском острове на берегу, недалеко от Петровского мосту. Сию церковь Пётр Великий построил в память зачатия Петербурга, понеже град сей заложен в самый день святые Пятидесятницы».
Троицкая церковь простоит два столетия, сильно пострадает от наводнения 1824 года, почти полностью сгорит в 1913 году и будет снесена в 1933.