На місці, де сьогодні височіє Свято-Троїцький кафедральний собор, впродовж сотень років розташовувалися духовні об’єкти. Неподалік знаходився костел Святого Хреста – за деякими даними перший католицький костел міста.
Історія Бернардинського монастиря, в приміщенні якого нині діє головна православна святиня міста, бере початок від 1643 року. Шляхетна пані Агнєшка Станішевська подарувала землю поблизу костелу Святого Хреста ордену бернардинів. Вони заснували тут монастир. Агнєшка Станішевська передала в опіку бернардинам госпіталь і сусідню кам’яницю.
У 1648 році, в ході Визвольної війни під проводом Богдана Хмельницького, костел і монастир були зруйновані. Чернечу обитель розграбували і підпалили, меблі та вівтар порубали, дзвони, ікони та коштовності викрали.
Бернардини повернулися в місто, але зазнали ще однієї пожежі в 1696 році. Найсумнішим було те, що костел підпалив тамтешній органіст, аби приховати крадіжку.
Після стількох невдач, все ж, почалося будівництво кам’яного монастиря. Дещо пізніше перебудували і костел. Будівництво завершилося в 1789 році. У 1853 році бернардини були змушені покинути місто.
Храм залишався парафіяльною святинею луцьких католиків до 1864 року, коли його передали православним, яких у місті було лише близько 5%. Собор перебудовували під керівництвом 13 архітекторів і проектантів, освятивши в 1880 році. З тих пір він став головною православною святинею Луцька.
