На місці, де зараз височіє Свято-Троїцький кафедральний собор, був розташований костел Святого Хреста, який був заснований близько 1585 року польським королем Стефаном Баторієм. У період із 1720 по 1737 рік на місці дерев’яної церкви було споруджено кам’яний оборонний монастир і костел. У монастирі на початку ХІХ століття знаходилася резиденція луцького римсько-католицького єпископа. Імператор Олександр I під час візитів до Луцька також розташовувався у стінах монастиря, який уражав своєю розкішшю. У 1853 році монастир було скасовано, а костел перейшов у 1867 році до православної церкви. Незважаючи на пережиті світові війни, собор проіснував до наших днів, зберігши при цьому фрагментарно інтер’єр ХІХ століття. Особливу цінність у Свято-Троїцькому кафедральному соборі представляє двох’ярусний іконостас із позолотою ХVIІ століття, який був виготовлений знаменитими майстрами. На окрему увагу заслуговує вишукана архітектура дзвіниці, яка оснащена дев’ятьма дзвонами, з яких найстаршому близько 200 років.