Kaplica dobudowana do fasady katedry, po stronie północnej głównego wejścia, została ufundowana przez czwartą żonę Władysława Jagiełły – Zofię Holszańską (zm. 1461). Po niemal trzydziestu latach, po drugiej stronie wejścia Kazimierz Jagiellończyk z żoną Elżbietą Rakuszanką ufundowali bliźniaczą kaplicę Świętokrzyską. Wewnątrz kaplicy Św. Trójcy znajdowały się niegdyś malowidła bizantyńsko-ruskie, jednak w wyniku licznych przebudów nic nie zostało z pierwotnego wyposażenia. Przetrwała tylko, w stania bardzo zniszczonym, kamienna płyta nagrobna królowej Zofii, zdobiona niegdyś brązowymi aplikacjami.
Zdajemy sobie wszyscy dobrze sprawę, że wejść do tej Katedry nie można bez wzruszenia. Więcej powiem: nie można do niej wejść bez drżenia wewnętrznego, bez lęku bo zawiera się w niej - jak w mało której Katedrze świata - ogromna wielkość, którą przemawia do nas cała nasza historia, cała nasza przeszłość.
Kardynał Karol Wojtyła