О храме
Историческим центром Вязьмы считается высокий левый берег реки — Соборный холм. На территории древнего городища XI—XIII веков во второй половине XVII века был возведён каменный храм.

Первое упоминание о деревянном храме во имя святителя Николая на этом месте относится к 1015 году и связано с «Житием Преподобного Аркадия Вяземского и Новоторжского». В период существования Вяземского удельного княжества с 1239 по 1403 годы храм был соборным.
В 1406 году здесь был погребён благоверный князь Симеон Вяземский. В 1495 году в соборе молилась Елена, дочь великого князя Московского Иоанна III, а в 1514 году великий князь Василий III слушал благодарственный молебен после взятия Смоленска.

В 1597—1598 годах по распоряжению Бориса Годунова обветшавший Никольский собор был разобран, на его месте поставили новый храм с Сергиевским, Трёхсвятским и Рождественским приделами. В 1610 году собор был разорён польскими отрядами, а в 1612 году здесь зачитали воззвание Сергиевой лавры и направили ополчение к Москве.
В 1635 году по повелению царя Михаила Феодоровича собор отстроили заново и, в честь заключения Поляновского мира в день Святой Троицы, переименовали из Никольского в Троицкий. Каменный собор был поставлен в 1674—1676 годах на средства царя Алексея Михайловича.

В 1765 году купцы братья Калашниковы принесли из Москвы список Иверской иконы Божией Матери. После избавления Вязьмы от чумы 1771 года жители устроили при соборе придел во имя Иверской иконы Божией Матери, построенный в 1773 году на средства купца Авксентия Космича Фатова.
Во время Отечественной войны 1812 года собор был сожжён и частично разрушен. Французы устроили в уцелевшей части соляной склад. После изгнания неприятеля храм несколько лет стоял без богослужения, затем был восстановлен в 1813—1815 годах.

В 1850 году была построена каменная четырёхъярусная колокольня. В 1918 году постановлением Святейшего Патриарха и Священного Синода учреждено Вяземское викариатство. В 1922 году из собора были изъяты церковные ценности, а в 1929 году храм был закрыт.
Богослужение в соборе возобновилось в конце 1941 года и с тех пор не прерывалось. В 1974—1977 и 1982—2000 годах проводились реставрационные работы по фундаментам, фасадам и интерьерам. 3 мая 1993 года собор посетил Патриарх Московский и всея Руси Алексий II.
