Црква Свете Тројице у Врању саборни је храм града. Подигнута је на месту где је постојало обележје, “црквина“ у тада доњем делу града, а сада самом центру. Иако се духовни живот православних хришћана може пратити од средњег века, осим o цркви Светог Николе не постоји ни један писани или материјални доказ о некој значајнијој светињи у самом граду. У првој половини 19. века, тачније после Једренског мира 1829. године, долази до значајнијег буђења православних хришћана, па се тако и у Врању рађа идеја о изградњи саборне цркве. Иницијатива и прикупљање прилога за изградњу цркве Свете Тројице почели су 1837. године. Према ахривским изворима ферман за грађење цркве, Врање је добило 1843. године од турског султана Абдул Меџида. Међутим, те године дошло је до велике албанске побуне у којој је страдао град, па и сам храм, који је тада срушен. Тек након 15 година, 1858. године поново је почела изградња Саборне цркве. Већ годину дана касније, 1859. године црква Свете Тројице је завршена.
Црква Свете Тројице налази се у самом центру града. Изграђена је на старим темељима порушеног храма. Постављена је правилно у правцу исток-запад. Црква је подужна, тробродна, базиликална, спратна грађевина, зидана каменим блоковима. Наткривена је кровом без купола. Око цркве са северне, јужне и западне стране је отворен трем, чији је под спуштен испод нивоа тла. На западном зиду храма истиче се седам лучно засведених отвора трема и седам галеријских прозора. На западном зиду испод трема, налази се главни улаз у цркву, а лево и десно од њега по једна врата која воде у простор женске галерије. Између главног и бочних улаза накнадно су формиране две нише за паљење свећа.
Главни улаз у храм такође је у облику лука са мермерним оквиром. Изнад њега је храмовна икона Свете Тројице, а над њим, као и са леве и десне стране изведени су крстови. Испод ових крстова исписане су 1838. и 1858. година, а ту је посвета “Храм Свете Тројице“.
Поред главног улаза у цркву стајале су спомен плоче са именима добротвора фонда српске православне цркве и именима његових утемељивача, као и плоча са именима палих јунака од 1912. до 1919. године.
Како на северном, тако и на јужном зиду црквеног здања налази се улаз у наос цркве.
Унутрашњост цркве састоји се од припрате, наоса и олтарског простора. У наосу са јужне и северне стране је по седам коринтских стубова. Изнад простора припрате, северног и јужног брода налази се галерија, која је у једном периоду представљала женску цркву. Над средишњим бродом наоса формиране су три слепе калоте које изнутра стварају утисак купола. И северни и јужни брод засведени су полуобличастим сводом.
Куполе симболично означавају небески свод, па се због тога и јављају у религиозној архитектури. У време Османлијске империје у православним црквама се нису зидале куполе, већ слепе калоте. Оне остављају снажан утисак, стварају другачију просторну димензију и доприносе симболичној представи неба. Међутим, према неким писаним документима из 1858.године црква у Врању имала је и куполу, па се може закључити да је током времена преживела значајне промене. Када је архитектура у питању, последње промене на црквеном здању урађене су током последње деценије 20. века. Наиме, део трема са северне и јужне стране је затворен, чиме су добијена још два богослужбена простора, са северне стране крстионица, а са јужне параклис посвећен Светом Игњатију Богоносцу.
У унутрашњости цркве у делу наоса зидови су окречени у бело. Како на јужном тако и на северном зиду цркве су иконе великих димензија, углавном поклони дародаваца.
Осим наоса, значајну целину у унутрашњости саборне цркве у Врању представља и галерија. Овај простор био је намењен женама. До галерије се долазило издвојеним улазима споља, тако да су жене одвојено улазиле у цркву од мушкараца, који су улазили на главни улаз, кроз припрату. Првобитно галерија је била заграђена решеткама које су спречавале погледе мушкараца из наоса.
Наос је од олтарског простора одвојен велелепним иконостасом. Високи, у три зоне подељен иконостас, судећи по неким писаним изворима о прикупљању пара, почео је да се гради 1858. године. Завршен је у периоду између 1862. и 1865. године осликавањем великог крста и парапетних икона. Иконостас Саборне цркве Свете Тројице у Врању дело је мајстора Андреја Дамјанова. Форма конструкције иконостаса није праволинијска већ је увучена у централном делу. На њему се истичу царске двери и монументални крст на врху. Царске двери настале су 1859. године, а крст на врху три године касније. Осликао га је руски сликар Никола Михајлов. И царске двери и монументални крст карактеришу богати дуборези.
За осликавање иконостаса цркве Свете Тројице у Врању наручиоци су изабрали Димитра Крстевича – Дича Зографа, тада једног од најугледнијих и најтраженијих уметника. Тим пре јер је пре рада у Врању Дичо Зограф већ имао богат сликарски опус. Он је према већ устаљеној пракси осликавања иконостаса, најважније целине у Врању насликао у периоду од 1859. до 1861. године. Он је осликао три централна реда иконостаса, ред престоних, празничних и икона апостола. Прву зону иконостаса чине престоне иконе и иконе на соклу. До престоне иконе Христа постављене су иконе Светог Јована Крститеља, Светих апостола Петра и Павла, Светог Спиридона, Светог Николе и Светог Саве српског. На парапетима од севера према југу приказане су сцене из светог писма. Другу зону иконостаса чине празничне иконе и иконе свих дванаест апостола са Христом, док је у трећој зони велики крст на коме је приказано распеће Христово.
Олтарски простор је најсветији део цркве. Смештен на источној страни грађевине, олтар саборне цркве у Врању осветљен је једним прозором који се налази на средњој конхи. Светлост са овог прозора осветљава часну трпезу која је на средини олтарског простора.
Посебну целину у унутрашњости цркве Свете Тројице у Врању представља предолтарски простор. Он је великих димензија због служења архијерејске литургије. У предолтарском простору некада су била три трона: епископски, владарев и владаркин. На архијерејском трону је и икона Светог Саве из 1947. године. Највећи део цркве представља наос који је намењен верницима. У овом простору, уз један од стубова, налази се и проповедаоница чија је ограда степеништа осликана декоративном орнаментиком. Проповедаоница је постваљена веома високо што говори о значају које је имало проповедништво у богослужбеној пракси 19. века.
Некада су са проповедаонице свештеници проповедали и тумачили јеванђеље уз обавезну поуку верницима. Непосредно по изградњи саборне цркве у Врању приступило се уређењу ентеријара. Осликавање зидова почело је 1859. године. Цркву је осликавао Емануило Исаковић уз помоћ Петра Николова, па су радови завршени те године, о чему сведочи и натпис на северозападном делу живописа. Двојица сликара богато су живописала, пре свега простор средњег брода наоса.
Осим средњег брода осликани су и бочни сводови. До данас су очувани сегменти у источном делу јужног брода. Средиште источног лука заузима свевидеће Божје око. Од њега се шире светлосни зраци, а околна плава површина посута је звездама.
У северозападном делу цркве сахрањен је епископ врањски Доментијан Павловић, о чему сведочи плоча с натписом која је постављена на северни зид.
Црква Свете Тројице у Врању поседује и веома богату ризницу. Прикупљени предмети намењени богослужењу, богат књишки фонд, као и збирка икона оно је што је црква успела да сачува током бројних ратова и окупација на овом подручју.
Уз Саборни храм налази се и звоник. Зидан је од чврсте грађе. Деведесетих година када је обнављан, звона су и елитрификована, тако да се, осим о службама, оглашавају и на сваки сат.
Уз Саборну цркву одувек се налазила и епископска резиденција врањских владика. Осим што је у згради смештен епископски двор, ту су и канцеларије и салони за пријем епархије врањске. У порти цркве је још неколико објеката: канцеларија црквене општине, трпезарија, књижара и радио православне епархије врањске “Искон“.
Живот цркве Свете Тројице у Врању одувек се одвијао у складу са државним и друштвеним токовима. У периоду првог и другог светског рата, као и после 1945. године црквени живот одвијао се у веома тешким околностима. Од 1990. године долази до буђења православне свести и до постепене промене црквеног живота. Саборни храм доживљава целокупну материјалну, али и духовну промену, црква је све пунија верника, а добија и све већи друштвени значај. Служба се служи свакодневно, али највише верника окупи се на недељним богослужењима. Поред Васкрса и Божића, храмовна слава, Духовски понедељак је дан када се окупи највећи број Врањанаца.
Пројекат „За боље сутра“ подржан је од стране града Врања.
