Троицкий собор был построен и освящен в 1809 г. на месте древней деревянной Казанской церкви ― первого православного храма села Малыковки. Село было основано в конце XVII века на угодьях, принадлежавших Московскому Новоспасскому монастырю. В 1780 году указом Екатерины Великой Малыковка была преобразована в уездный город Волгск (Вольск).
Каменный трехпрестольный храм во имя Пресвятой Живоначальной Троицы в Вольске возводился на средства местного купечества, главным образом — при помощи известного благотворителя купца Василия Злобина. Главный пpестол собора был освящен во имя Живоначальной Тpоицы, пpавый — в честь Казанской иконы Божией матеpи, левый — во имя Петpа, Алексия и Ионы, святителей Московских.
В 1891 году при храме откpылась двухклассная цеpковно-пpиходская школа, в котоpой обучалось более ста детей. В течение многих лет здесь действовало «Общество ревнителей православного благочестия», объединявшее любителей церковного пения, знатоков истории края, миссионеров и благотворителей.
В 1934 г. Троицкий собор был разрушен. На огромном пустыре, образовавшемся в исторической части города, поставили памятник В.И. Ленину.
С инициативой восстановления храма на его историческом месте в конце 1990-х годов выступили жители Вольска — прихожане Благовещенского храма, которые объединились в общество «Православие». Одним из самых энергичных членов этого общественного объединения был преподаватель Вольского высшего военного училища тыла подполковник Константин Викторович Марков (†2008), впоследствии — священник, настоятель Благовещенского храма и первый настоятель возрождающегося Троицкого собора. Именно благодаря неустанным хлопотам отца Константина, при поддержке Епископа Саратовского и Вольского Лонгина, в 2004 г. началась реконструкция храма.
Великое освящение храма во имя Пресвятой Живоначальной Троицы г. Вольска совершит Митрополит Крутицкий и Коломенский Ювеналий в субботу 23 мая. Чин освящения и Божественная литургия начнутся в 8.00 ч.