Costruita da Ascanio Vitozzi tra il 1598 e il 1606 è la chiesa della Confraternita della Santissima Trinità che gestiva l'ospizio dei pellegrini un tempo annesso all'edificio. L'interno, a pianta centrale, fu concepito secondo il simbolismo trinitario (tre porte, tre cantorie, tre altari) e conserva la decorazione elaborata da un allievo di Filippo Juvarra, Ignazio Agliaudo di Tavigliano. La cupola secentesca fu affrescata da Francesco Gonin e Luigi Vacca nel 1844-47, mentre la facciata neoclassica è opera di Angelo Marchini (1831).