Свято-Троицкий собор в г. п. Хотимск — памятник архитектуры второй половины XIX века — построен на средства местных жителей в честь отмены крепостного права. Строительство его велось 12 лет, причём все материалы заготавливались местными жителями на месте. В 1873 г. на праздник Пятидесятницы храм был освящён архиепископом Могилёвским и Мстиславским Евсевием во имя Святой Живоначальной Троицы, а его пределы — в честь Казанской иконы Пресвятой Богородицы и святителя Николая, архиепископа Мир Ликийских, чудотворца.
Впервые храм был закрыт в 1938 году. Во дворе райисполкома сожгли иконы, церковь обезглавили, звонницу разрушили. Затем в здании был размещен банк, потом школа механизации, зерносклад, районный Дом культуры. Во время войны немцы превратили собор в бастион, а после освобождения города здание долго пустовало. В 1954 году оно снова было переоборудовано в Дом культуры.
В 1958 году священником в единственном действующем храме Хотимска — Свято-Покровской кладбищенской церкви — стал архимандрит Кирилл (Бадич) (в то время иерей Алексей, 1929 года рождения). Неся все тяготы атеистического времени, священник не переставал креститься на купола поруганного Свято-Троицкого храма и неустанно молился о возвращении Церкви этой хотимской жемчужины. В 1992 году здание вернули верующим, восстановили башни куполов, построили ворота и ограды, две часовни.
В 2002 году архимандрит Кирилл (Бадич), настоятель Свято-Троицкого храма, удостоен премии Президента Республики Беларусь «За духовное возрождение». В 2004 году в честь 60-летия Победы на пожертвования прихожан и благотворительный сбор организаций и предприятий, СПК был отлит и доставлен в Хотимск колокол для Свято-Троицкого собора. Его вес 1280 кг. В Беларуси такой колокол был отлит впервые.
В настоящее время при соборе действует церковно-приходская школа с детским церковным хором, библиотекой, кружками, создан церковный хор, ежегодно проводится Рождественская ёлка для детей, праздник колокольного звона и ряд других духовно-просветительских мероприятий.
Храм входит в список историко-культурных памятников Республики Беларусь.