Храм во имя Троицы, построенный в 1682—1690 гг. на Ухтострове, около Холмогор,— одно из выдающихся произведений северо-русских каменщиков, первая каменная церковь возведенная с благословления первого архиепископа Холмогорского и Важского Афанасия, сподвижника Петра I. 

Разрешение на постройку храма архиепископ сопровождает целым рядом оговорок, свидетельствующих о том, что его взгляды на архитектуру отличаются традиционализмом никоновского толка (подчеркивается, чтобы верх Троицкой церкви не был шатровый, чтобы алтари были сделаны круглыми, причем эти требования распространяются и на придельный храм во имя Алексея Божия человека) «По древнему обычаю» регламентирует Афанасий и детали церковного интерьера — устройство царских врат, расположение икон; указывает образец креста для придельной церкви, который должен быть «подобием таков, каков крест златный на Москве на соборной церкви Благовещения Пресвытыя Богородицы на Большой главе».
В начале XX в. Троицкая церковь пришла «в совершенную ветхость», что побудило в 1911 г. Архангельскую духовную консисторию обратиться в Археологическую комиссию с просьбой разрешить ремонт. Весной 1912 г. архангельским гражданским архитектором А. А. Каретниковым был составлен акт технического осмотра Троицкого храма об аварийном состоянии здания — по южной степе прошли сквозные трещины сверху донизу (лопнула железная связь), в плохом состоянии были арки под юго-восточным и юго-западным барабанами. Причину разрушения постройки А. А. Каретников видел в слабости фундамента (фундамент сложен из бутового камня насухо, верхние два ряда — на глине) В ЦГИА СССР авторы обнаружили обмерные чертежи Троицкой церкви, выполненные в 1912 г. А. А. Каретниковым в связи с предполагаемым капитальным ремонтом.
Судя по этим материалам плановое  объемно-пространственное решение здания не отличалось оригинальностью и явно тяготело к тем архитектурным образцам, которые в конце XVII в. пользовались особым почитанием. Церковь со времен Никона поощряла строительство таких храмов. На Севере же этот тип храма в 4- и 6-столппом варианте получил широкое распространение еще в XVI в. (собор Спасо-Прилуцкого монастыря и Софийский собор в Вологде, собор Антониева-Сийского монастыря п др.). Ориентацией на общие образцы можно объяснить близость Троицкого храма таким постройкам Каргополя конца XVII в., как Благовещенская церковь и Воскресенский собор. Еще большее сходство обнаруживается в оформлении фасадов. Здесь выявляется не только один и тот же принцип соотношения стены и декора, сосредоточенного прежде всего в обрамлениях дверных и оконных проемов, закомар и карнизов, по и явная близость в построении общих схем декора, совпадение отдельных орнаментальных мотивов, наконец, бесподобная легкость, с которой мастера, работающие в одном случае с известняком, в другом с кирпичом создают свои изысканные фантазии в камне.
К началу XX в. Троицкий храм, судя по обмерам А. А. Каретникова, уже утратил некоторые элементы первоначальной композиции. Так был разобран одноглавый придел во имя Алексея Божия человека, упоминаемый еще в описи здания в 1814 г. 
Основная задача архитектурно-археологических работ, проведенных на Ухтострове в 1976 г., заключалась как в изучении строительной техники, так и в поисках остатков северного придела, уже утраченного к 1912 г.
В настоящее время от Троицкого храма сохранилась своеобразная «платформа» высотой до 2 м, которая представляла собой цоколь здания, облицованный белым камнем. Белокаменный, со сложной профилировкой цоколь сохранился на северном и южном фасадах постройки.
В раскопке у северо-восточного угла храма были протрассированы часть северной апсиды храма и почти вся придельная церковь. Апсида придельной церкви начиналась от северо-восточного угла основной церкви, кладка была приложена впритык к белокаменному профилированному цоколю. Фундамент придельной церкви сложен из плитняка насухо (глубина заложения фундамента 2 м, ширина — 2,3 м), от уровня обреза фундамента начиналась кладка цоколя. Первый ряд белокаменной кладки цоколя сохранился фрагментарно лишь на северной стороне придельной церкви. Таким образом, цоколь пристройки был так же, как п у основного храма, облицован белым камнем, лицевая поверхность которого гладко отесана. Однако выше цоколя придел был сложен из кирпича, сохранился небольшой кусочек собственно степы предела у юго-западного угла (ширина стены 100—105 см). Размер придельной церкви 9 на12 м. Придел во имя Алексея Божьего человека был построен, как видно из характера прикладок, уже после окончательного возведения основного объема собора, по также в конце XVII в.
Неожиданностью явилось открытие у западного фасада собора большой первоначальном паперти . Остатки фундамента паперти прослежены в шурфах у северо-западного и юго-западного углов храма, а также по трассе западной степы паперти. Паперть имела фундамент, сложенный из плит насухо (ширина фундамента 2,1 м). Стена паперти была шириной 1,2 м. Паперть имела белокаменный цоколь. По углам пристройки были, вероятно, небольшие лопатки, пара лопаток обнаружена на западном фасаде паперти. Позднее первоначальная паперть была разобрана и частично использована при постройке более поздней небольшой паперти (стенки этой паперти, зафиксированные обмерами А. А. Каретникова, были сложены впритык как к основному объему храма, так и к стене первоначальной паперти). После обнаружения первоначальной паперти стало понятно, почему весь западный фасад цоколя собора не был облицован тесаным камнем — его закрывала паперть.
В ходе архитектурно-археологических работ были выяснены и уточнены некоторые строительные детали. Было установлено, что фундамент собора сложен из булыжника, насухо, высота его 1,15—1,20 м, ширина 2,8 м . На дне шурфа открыты остатки деревянного гроба, потревоженного во время рытья фундаментного рва. Это захоронение относится, по всей видимости, ко времени существования предшествующей, деревянной, церкви. Снаружи храма, от линии обреза фундамента начинается белокаменный цоколь, завершавшийся профилированным фризом. Приблизительно от этого уровня начиналась кирпичная кладка храма. Храм не имел подклета, внутреннее помещение его было засыпано до уровня плитяного пола, лежащего на песчаной подсыпке (верхний уровень цоколя и уровень пола приблизительно совпадали). В результате архитектурно-археологических работ, таким образом, удалось восстановить первоначальный план одной из немногих построек конца XVII в.
О.В. Овсянкин В.А. Булкин "Из истории каменного строительства в конце 17 века в Нижнем Подвинье"