Храм во имя Святой Троицы был задуман в конце XIX века. Автор проекта архитектор Александр Бонавентурович Турчевич. Развитие промышленности дало возможность местному населению внести свою лепту в строительство собора. Место для будущего храма было выбрано на так называемой Красной площади. Свято-Троицкий собор построен в стиле модерн с элементами, отсылающими нас к традициям древнерусской архитектуры середины XVII века. Смешение стилей придает собору неповторимую красоту.
Свято — Троицкий собор в Осе строился в течение 14 лет с 1902 по 1916 годы. Один из самых величественных храмов Пермского края. Он построен в русско-византийском стиле. Возводился руками осинских умельцев на средства кружечных сборов, пожертвований частных лиц и общественных организаций.
Кирпич для строительства собора поступал с пермских заводов Голицына и Тупицына, а также изготовлялся и на двух осинских заводах. В 1915 г. под руководством А.С. Рякина сооружался иконостас. Иконы для иконостаса писались в Москве художником Шварёвым. 16 июня 1916 г. собор был освящён.
Поражают размеры и величие здания: длина — 54 м, ширина — 45 м, высота — 40 м. Центральный световой барабан, который отличается нарядностью архитектурной обработки, увенчан массивным куполом. Его окружают ещё четыре главы на высоких световых барабанах. Все пять центральных куполов имеют шлемовидную форму. Богатое архитектурное убранство фасадов здания достигается благодаря применению лекального кирпича.
Архитектор Александр Бонавентурович Турчевич (1855–1909 гг.) родился в дворянской семье польского происхождения на Украине. После окончания киевской гимназии обучался на архитектурном отделении Московского Строгановского училища. Затем архитектор переехал в Пермь. Здесь в 1888 г. он основал в г. Перми строительно-техническое бюро по составлению проектов и смет на строительство самых различных объектов. Всего им спроектировано и возведено 150 строений, среди них 40 оконченных и 10 незавершенных храмов.
В музее представлены подлинные чертежи на постройку собора. На одном из листов выполнен Проект бокового фасада северной стороны Свято-Троицкого собора. Проект был исполнен в строительно-техническом бюро А.Б. Турчевича в 1902 г.
Можно найти отличие, сравнивая возведённый собор и его изображение на чертеже. Оказывается, в построенном храме на западном фасаде нет высокого шатрового перекрытия. Там должна была разместиться колокольня.