An Stelle der 1608 abgerissenen Andreaskirche entstand bis 1620 die neue Trinitatiskirche. Die heutige Bausubstanz geht allerdings auf das späte 17. Jahrhundert zurück, den originären Bau zerstörten nach nur knapp einem Bestandsjahr die Flammen eines verheerenden Stadtbrandes. Den sechsgeschossigen Kirchturm an der Westseite krönt eine dreistufige Welschhaube. Im Stil der Neugotik zeigt sich ein um 1890 angefügtes Mausoleum. In dieser Chorscheitelkapelle ruhen die Verstorbenen des Fürstenhauses Schwarzburg-Sondershausen. Sehenswert im dreischiffigen Innenraum ist das über dem Altar angebrachte Bildnis ‚Martin Luther auf dem Sterbebett‘ von Lukas Fortenagel. Über einen Wendelstein zwischen Chor und Schiff gelangt man zum 1691 eingerichteten Herrschaftsstand. Die drei verglasten Obergeschosse werden von Wappen und Monogrammen verziert. Auch in der angeschlossenen Bibliothek ruhen kirchengeschichtliche Schätze, darunter die Schrift des mittelalterlichen Ratsschreibers ‚Düringische Chronik des Johannes Rothe‘. Das mehrfach sanierte evangelisch-lutherische Gotteshaus steht im historischen Herzen Sondershausens und zählt zu den bedeutenden Bauwerken des Städtchens.