Всенощное бдение в храме возглавил митрополит Санкт-Петербургский и Ладожский Варсонофий в сослужении настоятеля протоиерея Геннадия Бартова с клиром епархии. Собор был освящен святителем Филаретом (Дроздовым), митрополитом Московским, накануне престольного праздника Святой Троицы 26 мая/6 июня 1835 года.

За богослужением молились Герой России, командующий Северо-Западным округом Росгвардии генерал-полковник Сергей Бураков, заместитель командующего по военно-политической работе полковник Владимир Тихонов, военнослужащие специального моторизованного Измайловского полка Северо-Западного округа Росгвардии, курсанты Военной академии Росгвардии.

«Вы нужны стране! Нужны как мужественные специалисты. Никогда ничего не бойтесь, если вы с Богом. У вас такой прекрасный храм, ходите в него, молитесь, причащайтесь, исповедуйтесь. Вы возмужаете и станете настоящими защитниками нашей страны и Санкт-Петербурга. Желаю вам успешной службы и помощи Божией!» - сказал митрополит Варсонофий, обращаясь к росгвардейцам.
Свято-Троицкий Измайловский собор был построен по проекту архитектора Василия Стасова в 1828-1835 для солдат и офицеров Лейб-гвардии Измайловского полка, одного из старейших в России, наряду с Преображенским и Семеновским. Освящен 25 мая 1835 г. В 1836 году в стены собора были вмонтированы белые мраморные доски с именами офицеров полка, погибших в сражениях. В храме хранились ключи от взятых крепостей и городов, а также другие полковые реликвии, трофейные знамена и знамена полка. Троице-Измайловский собор был популярен среди петербуржцев. Прихожанами храма в разное время были Иван Крылов, Гавриил Державин, Федор Достоевский, Сергей Прокофьев и другие известные люди культуры.

Закрыт в 1938 г., использовался как неотапливаемый склад. В 1990 г. возвращен верующим. Реставрировался с 1996 по 2018 г. В 2006 г. сильно пострадал при пожаре главного купола. Освящен Святейшим Патриархом Кириллом 13 мая 2018 г. Главной святыней собора является икона Святой Троицы, написанная по мнению экспертов около 1406 года, что делает ее старейшей иконой среди находящихся в петербургских храмах. На стенах собора сегодня размещены копии знамён шефов Лейб-гвардии Измайловского полка — императоров и императриц от Анны Иоанновны до Николая II.
Специальный моторизованный Измайловский полк Северо-Западного округа Росгвардии является преемником Лейб-гвардии Измайловского полка. Росгвардейцы чтут традиции своих предшественников, главная из которых - служение Родине.