Свято-Троицкая надвратная церковь — небольшая по размеру, самая древняя сохранившаяся постройка Киево-Печерской Лавры, зажатая между крепостными стенами и ныне празднично украшенная, является ключом к сокровищам истории, открывающимся за воротами. Она находится во втором ярусе над главными входными воротами. Этот храм — фортификационное сооружение в системе крепостных стен Киево-Печерского монастыря, памятник архитектуры начала ХІІ века. Здание почти квадратное в плане, имеет размеры 12х12,5 метров. Основными строительными материалами для него служили тонкий прямоугольный кирпич-плинфа и дикий камень. В древнерусские времена церковь была украшена скромно, храм имел примерно такой же вид, как реконструкция надвратной церкви Благовещенья над Золотыми воротами.
Предполагаемый внешний вид Троицкой надвратной церкви. Реконструкция Ю. Асеева
Древнюю кладку обнаружили, когда в конце ХІХ века во время ремонта сняли штукатурку. Сейчас домонгольская кладка стен открыта для осмотра на южной стене храма со стороны двора. Внутри своды алтаря были выложены не плинфой, а кувшинами-голосниками на растворе. Это облегчало конструкцию и создавало хорошую акустику. Точное время строительства церкви установить сложно. По поздним сведениям один из потомков киевского князя Ярослава Мудрого в 1107 году постригся в монахи под именем Никола и пожертвовал свое состояние монастырю и на храм. Отсюда и ведется отсчет возраста храма — более 900 лет. Есть сведения, что князь-инок был привратником, выполнял другие простые обязанности, он погребен на Ближних пещерах и мощи его нетленны. Известно также, что в начале ХІІ века верхняя часть монастыря была обнесена мощной крепостной стеной высотой шесть и толщиной два метра. При этом в системе каменных стен существовали ворота, над которыми возвышалась надвратная церковь. Обычно такие храмы над воротами выполняли дополнительную роль сторожевых башен, и на первом ярусе по бокам арки предусматривались помещения для караульных.
В 30–40-е годы ХVІІІ века фасады Троицкого храма были пышно украшены в стиле барокко. Купол приобрел грушевидную форму с маковкой и ажурным крестом, вокруг купола установили позолоченные декоративные рипиды-опахала. Внутри находится резной деревянный позолоченный ажурный иконостас, паникадило под куполом на 16 свечей весит 664 килограмма. Пол церкви устлан чугунными плитами. Один из главных шедевров внутреннего убранства — композиция Никейского собора, посвященного церковному собранию в Никее в 325 году, на котором был принят Символ веры, определено время праздника Пасхи и выработаны другие каноны.
Святые ворота Киево-Печерской лавры и Троицкая надвратная церковь. Рисунок М. Сажина. 1846 год
Больше всего в росписях Троицкой церкви поражают пейзажи — с прудами, цветами, деревьями, под сенью которых изображены редкие звери и птицы тропических стран. В целом роспись включает более 100 композиций, соответствующих религиозному содержанию праздника Троицы. В начале ХХ века художник Иван Ижакевич, много работавший в Лавре, создал на подходе к храму композиции, изображающие Печерских святых Ближних и Дальних пещер.
В православных храмах отсутствует традиция сидеть. Но в Троицком храме вдоль стен находятся деревянные расписные скамьи с подлокотниками. Они предназначались для престарелых и больных монахов, которые по немощи не могли стоять. Ведь совсем рядом с Троицкой надвратной церковью находился Никольский больничный монастырь с больными и калеками, которые посещали службу в Троицкой надвратной церкви.
Считается, что прошедшему под Святыми воротами сразу же отпускается половина грехов. А вот заводчику Ивану Демидову вперед было прощено все, когда он пожертвовал фигурные чугунные плиты пола для Троицкой надвратной церкви и других построек Лавры. Что еще касается традиций, то по преданию, даже самым уважаемым лицам надлежит входить через Святые врата только пешком. Так и сейчас — все без исключения посетители проходят ворота через небольшую калитку.
Вид Троицкой церкви со стороны Соборной площади. 1900-е годы
Фасад Троицкой церкви со стороны Соборной площади очень красив, хотя расписан несколько скромнее, чем с наружной стороны, где он призван произвести впечатление на входящих.