Центральный образ в иконостасе собора - икона «Святой Троицы». Одна из самых прославленных русских икон письма Андрея Рублева была написана «в похвалу Преподобному Сергию». Ее оригинал бережно хранится в зале древнерусской живописи Третьяковской галереи, в специальном стеклянном шкафу с определенной влажностью и температурой, а в Троицком соборе можно увидеть копию иконы - справа от царских врат в первом (нижнем) ярусе иконостаса.
Оригинал иконы хранится в Государственной Третьяковской галерее. Москва