1750 г. епископ Иоасаф (Горленко) на южной стороне собора устроил придел в честь Успения Пресвятой Богородицы. В следующем году храм был отреставрирован, после чего, 30 июня того же года, его снова освятил епископ Иоасаф.
Еще при своей жизни, свт. Иоасаф завещал похоронить себя с юго-западной стороны храма. Был вырыт склеп, куда был впоследствии помещен гроб с телом святителя. Над этим склепом брат покойного, полковник Андрей Андреевич Горленко устроил, согласно завещанию владыки, небольшую придельную церковь во имя Страшного суда, освященную в 1755 г. По воле святителя, в этом приделе всегда служили раннюю литургию и поминали всех усопших, в том силе и покойного святителя.
Спустя некоторое время после погребения, выяснилось, что тело епископа Иоасафа не подвергается тлению. Слух об этом быстро распространился по Белгороду и его окрестностям. К гробу святителя стали стекаться больные и увечные люди, многие из которых получали исцеление. Молва о чудодейственной силе мощей епископа Белгородского Иоасафа передавалась из уст в уста, доходила до самых далеких уголков России. С каждым годом все больше и больше паломников шли в Белгород к гробу святителя. Задолго до канонизации в народе его стали почитать как святого. Во многих домах его портретные изображения висели в красном углу вместе с иконами.
Склеп святителя был почитаем богомольцами. По крутой узкой лестнице они спускались в глубокую пещеру, где, в открытой раке, лежал святитель в полном архиерейском облачении, с митрой на голове, а часть его руки была обнажена для прикладывания. У раки стоял святительский жезл. Над мощами теплилось несколько лампад.
Наиболее капитальная перестройка Троицкого собора последовала при епископе Аггее, во второй половине XIX в. 1 января 1782 г. епископ Аггеей переосвятил храм.
В 1833 г., когда из Белгорода в Курск была переведена архиерейская кафедра, Троицкий собор и архиерейский дом были обращены в монастырь, сюда была переведена братия из Знаменского Курского монастыря. Несмотря на то, что Белгород уже не был епархиальным городом, поток паломников сюда не уменьшился. Люди продолжали идти ко гробу святителя. Доходило до того, что некоторые архиереи вынуждены были ограничивать и даже порой совсем прекращать доступ в пещерку.
Спустя два года на юго-востоке от собора появилась каменная церковь в честь Знамения Пресвятой Богородицы. Она была освящена 10 ноября 1835 г. Служба в ней совершалась только зимой.
В 1897–1898 гг. Свято-Троицкий собор был вновь отреставрирован, расписан внутри, получил новые иконостасы и новые образа. 1 октября 1899 г. он был освящен епископом Лаврентием.
После прославления свт. Иоасафа, его мощи были перенесены в собор и положены в серебряной раке. Поток паломников к ним увеличился. Продолжала сохраняться как святыня и пещерка святителя. В ней оставался прежний дубовый гроб, в котором мощи пролежали более полутора веков, жезл святителя и фамильная икона
