Gagasan untuk membangun katedral baru untuk merayakan 1.500 tahun Gereja Ortodoks Georgia dan 2.000 tahun kelahiran Yesus sudah dicetuskan semenjak tahun 1989. Pada Mei 1989, Patriark Ortodoks Georgia dan para pejabat di Tbilisi mengumumkan kontes internasional untuk merancang "Katedral Tritunggal Suci". Tidak ada pemenang yang dipilih pada putaran pertama, tetapi pada akhirnya rancangan arsitek Archil Mindiashvili dipilih sebagai pemenang. Perang Saudara Georgia sempat menunda proyek ini selama enam tahun dan fondasi katedral ini baru dipasang pada tanggal 23 November 1995.