На рубеже 1850-1860-х в Балаково нелегально открыта Троицкая старообрядческая моленная. Официально Белокриницкая община зарегистрирована в 1907, в 1908 бр. Мальцевыми проводится конкурс арх. проектов для построения каменной Троицкой церкви. Церковь в стиле модерн с шатровой колокольней построена на средства бр. Мальцевых по проекту арх. Шехтеля Ф. О. Заложена 28 июля 1909, в 1912 построена колокольня. Наружные мозаики выполнил петербургский мастер В. А. Фролов по эскизам Г. О. Чирикова. В 1914 умер главный ктитор А. Мальцев, в его память 26 мая заложен Анисимовский придел. В 1914 церковь освящена. Закрыта в 1929, перестроена, разобраны колокольня и завершения. Передана РПЦ в 1989, восстановлена. На престол возложен сохранившийся антиминс разрушенной православной Троицкой церкви. Устроены приделы: Александра Невского и Казанский (приставной). 30 авг. 2022 получила статус кафедрального собора.