Троицкий собор – самый большой и величественный храм Свято-Данилова монастыря. Он построен по проекту замечательного зодчего О. И. Бове в 1833–1838 годах. Храмозданная грамота на строительство собора была выдана монастырю митрополитом Московским Филаретом (Дроз-довым). 13 сентября 1838 года митрополит Филарет торжественно освятил главный престол храма во имя Живоначальной Троицы. В том же году были освящены два престола в приделах: северном – во имя зачатия святой праведной Анны и южном – во имя преподобного Алексия, человека Божия.
Троицкий собор построен в стиле позднего классицизма. Его основной объём имеет с восто-ка полукруглую апсиду, а с трёх остальных сторон – шестиколонные портики. Здание увенчано круглым барабаном с широкими окнами. Полусферический купол барабана завершает небольшая главка с крестом.
После 1930 года, когда на территории Данилова монастыря размещался детский приёмник, здание собора сильно пострадало от приспособления его к бытовым и производственным нуждам. В процессе реставрационных работ 1983–1986 годов были восстановлены портики на южном и северном фасадах храма и другие утраченные детали. Усилиями архитекторов, мастеров различ-ных специальностей и братии монастыря собору возвращён его прежний облик.
От внутреннего убранства храма сохранились лишь фрагменты, но именно они вместе с об-наруженными в Центральном государственном архиве древних актов СССР проектными черте-жами О. И. Бове позволили воссоздать интерьер собора в виде, близком к первоначальному.
Благодаря нерасчленённой поверхности стен и единообразию архитектурных деталей внеш-ний облик собора производит строгое, цельное впечатление. Интерьер же поражает великолепием декоративного убранства, в котором гармонично сочетаются живопись, лепнина и золочёная резьба по дереву.
Иконы для иконостасов Троицкого собора написаны насельником Троице-Сергиевой лавры архимандритом Николаем (Самсоновым). На апсиде храма помещена мозаичная икона Пресвятой Троицы, повторяющая прославленный образ преподобного Андрея Рублёва.
Главная святыня Троицкого собора – хранящаяся в деревянном ковчеге частица мощей бла-говерного князя Даниила. По преданию, эта драгоценная святыня принадлежала настоятелю Да-нилова монастыря в 1917–1930 годах архиепископу Феодору (Поздеевскому). Духовные чада свя-тителя бережно хранили частицы святых мощей преподобного князя. Впоследствии эти святыни попали в Америку. Данилову монастырю они были переданы в 1986 году предстоятелем автоке-фальной православной церкви в Америке блаженнейшим Феодосием, архиепископом Вашингтонским, митрополитом всей Америки и Канады.
Храмовая икона Пресвятой Троицы XVI века, помещённая в резном золочёном киоте на юго-восточном столпе, пожертвована в обитель из частного собрания незадолго до освящения со-бора после реставрационно-восстановительных работ 27 апреля 1986 года. В киоте на северо-восточном столпе находится образ Божией Матери «Троеручица» XVII века. Эта икона издревле почитается как чудотворная.
Монастырское предание свидетельствует и о чудесах, совершённых Господом через икону своего угодника, преподобного Иоанна Кассиана Римлянина.
Образ святого Иоанна, написанный в XVIII веке, пожертвован в обитель в 1806 году.
Иконы Божией Матери «Троеручица» преподобного Иоанна Кассиана Римлянина и Влади-мирская икона Божией Матери с акафистом из храма Святых Отцов семи вселенских соборов находились после 1930 года в церкви Сошествия Святого Духа на Даниловском кладбище в Москве, откуда по благословению Святейшего Патриарха Московского и всея Руси Пимена воз-вращены в возрождённый Свято-Данилов монастырь.
Троицкий собор сооружён на высоком подклете, где были погребены благотворители оби-тели, московские купцы Куманины и Шестовы, на чьи пожертвования построен храм. В 1930-х годах эти семейные усыпальницы, как и весь некрополь Данилова монастыря, подверглись вар-варскому разорению.