Троицкий собор, как главная святыня монастыря, больше и чаще других зданий подвергался различным дополнениям и переделкам. Летописи отмечают, что царь Василий III, возвра­щаясь после удачного похода на Псков, поставил «свещу не­гасимую» у гроба Сергия и «того же лета побили железом верх» (1510). Иван Грозный отметил здесь торжественным мо­лебном взятие Казани, а затем прислал своего мастера позо­лотить купол собора, сделанный его отцом. («А у дела был царя и великого князя дьяк Федор Селинов с товарищи» (1556), который незадолго перед тем золотил купол Успен­ского собора в Кремле.)

Исследования памятника показали, что он представляет собой образец того нового типа храма, который был выработан на московской земле в годы высокого подъема национального искусства, последовавшего за знаменательной победой на Куликовском поле.

Торжественная архитектура Троицкого собора, строгость монументальность форм хорошо соответствовала его назначению в качестве усыпальницы одного из популярных поборников единения земли Русской.

Троицкий собор был расписан фресками и украшен иконами вскоре после его сооружения. Летописи отмечают, игумен Никон «умолил» взять на себя этот труд лучших иконописцев того времени — Андрея Рублева и Даниила Черного. Руководство, а также непосредственное участие в исполнении росписей и икон для иконостаса храма стало их последней крупной работой.

Иконостас Троицкого собора — уникальный памятник московской школы живописи начала XV века. Он состоит из пяти ярусов; сорок икон его трех средних рядов полностью сохранились от времени сооружения храма и выполнены если не самим Андреем Рублевым, то, во всяком случае, под его непосредственным руководством.

Исследователи троицкого иконостаса давно пришли к еди­нодушному мнению, что его иконы носят печать индивидуаль­ности нескольких мастеров. На основании изучения рисунка отдельных композиций, их колорита и психологической трак­товки действующих лиц, а также путем сравнения икон с дру­гими произведениями Андрея Рублева они пытаются опреде­лить степень его участия в работе над каждой из них. И в этом смысле икона «Троица» (нижний ярус иконостаса) служит самым вер­ным эталоном. Иконы, которая превосходила бы ее по совер­шенному искусству исполнения, в иконостасе нет, а летописи донесли прямое свидетельство, что образ этот написан Андреем Рублевым «в похвалу отцу своему Сергию».

Икона «Троица» покоряет каждого, кто ее видит. Восприя­тие ее рождает то чувство радости, которое возникает при созерцании истинно прекрасных творений. По христианскому вероучению, бог, будучи единым по существу, «троичен в лицах»: бог-отец, создавший небо и землю, бог-сын — Иисус Христос, принявший образ человеческий и сошедший на зем­лю, чтобы принять мученическую смерть ради спасения людей, и бог — дух святой, дающий жизнь всему сущему на земле.

Каждый из ангелов представляет одно из лиц Троицы, одно из ее проявлений. Их лики при едва уловимых чертах разли­чия обладают несомненным сходством. Эти ангелы нераз­дельно связаны друг с другом, они выражают какую-то еди­ную сущность. Изящные силуэты фигур как бы образуют не­видимый круг — символ вечности. Спокойствие поз, плавный ритм линий выливаются в безупречно-кристальную компози­цию, а чистые и звучные краски рождают ощущение мира, тишины и удивительной гармонии. Рассчитанная на длительное созерцание, икона эта настраивает зрителя на глубокие, проникновенные размышления и вызывает какое-то особое строение светлой радости и чистоты.

Прекло­нение перед рублевской иконой выражалось в постоянном украшении ее специально изготовленными окладами и драго­ценностями. Так, царь Иван Грозный на свои средства заказал для нее золотой оклад с венцами и цатами искусной юве­лирной работы. Однако после смерти Грозного новый царь, Борис Годунов, пожелал видеть на этой иконе украшения, исполненные по его заказу, и распорядился повторить икону Рублева с тем, чтобы на эту, вторую, икону перенести оклад Ивана Грозного. Именно тогда подлинная рублевская «Трои­ца» получила новый золотой оклад с еще более богатыми украшениями, с гравированными драгоценными камнями. Так и находились в местном ряду иконостаса две иконы «Троица», с пышными окладами, полностью скрывающими живопись, соперничая богатством своего драгоценного убранства.

Есть все основания считать, что исключительные художест­венные достоинства живописи иконостаса Троицкого собора были присущи так­же и первоначальным фрескам собора. Наряду с глубоко оп­тимистической трактовкой извечных религиозно-философских тем, чуждой всякому проявлению мрачного средневекового фанатизма, рублевское письмо отличалось богатым колоритом чистых и звучных цветов, изящным ритмом рисунка и обильным насыщением светом и воздухом. Можно пред­положить, какой глубокой си­лой художественного воздей­ствия обладал интерьер собо­ра, представлявший великолеп­ный синтез архитектуры, мону­ментальной и станковой живо­писи, в котором каждый из этих компонентов не уступал другому по высокому совер­шенству исполнения.

Московская школа живописи к началу XV века достигла вы­сокого расцвета и оказывала значительное влияние на архи­тектуру. Художник, которому предстояло расписывать храм и изготовлять для него иконо­стас, должен был ясно пред­ставлять себе конструктивное построение интерьера, так же как и строители со своей сто­роны не могли не считаться с требованиями живописцев. Может быть, такое тесное сотрудничество зодчих и художников определило многие особенности оригинальной архитектуры Троицкого собора.

Праздник Троицы, нужно полагать, впервые появляется в качестве местного храмового праздника Троицкого Собора — как чествование «Троицы» Андрея Рублева. Подобно тому, как служба Иерусалимского храма Воскресения, — в мире, по самому месту своего совершения, единственная, — делается образцом службы Воскресной, повсюдно совершаемой, и вводится затем в Устав, или подобно тому, как празднество Воздвижения Креста Господня, первоначально единственное, по самому предмету празднования, по единственности Животворящего Креста, уставно распространяется, в качестве образца, так точно местное празднование единственной иконы единственного храма, будучи духовною сущностью всего русского народа, бесчисленными отражениями воспроизводится в бесчисленных Троицких храмах, с бесчисленными иконами Троицы. Так первое воплощение духовного первообраза, определившего суть России, — первообраз Пресвятой Троицы, как культурной идеи, несмотря на дальнейшее размножение свое, все же остается историческим, художественным и метафизическим уником, несравнимым ни с какими своими копиями.

Прекраснейшее из зданий русской архитектуры, собор Троицкий и прекраснейшее из изображений русской иконописи рублевская Троица, как и прекраснейшее из музыкальных воплощений, несущее великие возможности музыки будущего, служба вообще и Троицына дня в частности, значительны вовсе не только как красивое творчество, но своей глубочайшей художественной правдивостью, то есть полным тождеством, покрывающих друг друга, первообраза русского духа и творческого его воплощения.