Архитектор Доменико Трезини, разрабатывая первоначальный проект лавры, выбрал место для Свято-Троицкого собора. А Теодор Швертфегер создал проект однокупольного храма. Началось строительство, которое к середине XVIII века в целом было завершено, но трещины в сводах, образовавшиеся в результате осадки здания, свели на нет всю проделанную работу. В 1753–1755 гг. постройку «разобрали до подошвы».
Императрица Екатерина II в 1763 году повелела построить новый храм. В результате двух проведенных конкурсов в 1774 году был выбран проект И. Е. Старова. Здание собора возводилось до 1790 года. Оно получилось монументальным и являло собой однопрестольный храм с большим куполом, тосканским портиком и двумя башнями-звонницами.
30 августа (10 сентября) 1790 года состоялось освящение собора митрополитом Гавриилом (Петровым). На торжестве присутствовали императрица и кавалеры ордена святого Александра Невского. В этот же день из Благовещенской церкви в собор была перенесена серебряная рака с мощами благоверного князя. Екатерина II подарила храму драгоценные богослужебные предметы, книги и живописные картины на церковные сюжеты западноевропейских и русских художников.
Со дня освящения Троицкий собор Александро-Невской лавры стал капитульным. Ежегодно в день Александра Невского в нем собирались кавалеры ордена.
Сегодня собор является центром духовной жизни Петербурга. Именно здесь 12 сентября перед началом крестного хода будет совершена Божественная литургия, которую возглавит Святейший Патриарх Московский и всея Руси Кирилл.
Напомним, что 2013 год в Санкт-Петербурге объявлен годом Свято-Троицкой Александро-Невской лавры, которой исполнилось 300 лет.