Троицкий собор с приделом Святого Антония Сийского находится на территории Свято-Троицкого Антониево-Сийского мужского монастыря. Обитель расположена на полуострове Михайловского озера, из которого вытекает река Сия, давшая ему название.

Монастырь основан в 1520 году преподобным Антонием, который пришел в эти глухие тогда места из Шелексенской Троицкой пустыни и обосновался здесь вместе с Александром, Исаией и другими иноками с разрешения великого князя Василия III.

Каменное пятиглавое здание соборного храма является самым древним сооружением монастыря. Его начали строить в 1589 году и закончили строительство через 17 лет в 1606 году. За образец постройки был взят один из московских храмов. Собор построен небольшой по объему, но выглядит тяжеловесным. В храме два престола, главный – во имя Пресвятой Троицы и придельный – в честь преподобного Антония. В алтарной части под спудом покоились его останки, здесь же хранились его риза и посох. В храме также хранилась икона, написанная самим Антонием, образ Святой Троицы. Здание собора соединено переходом с церковью-колокольней, построенной в середине 17-го века.