Трапезная палата, площадью более 500 м2, являющаяся одним из самых больших помещений своего времени, перекрытых сводом без промежуточных опор, предназначалась для торжественных приемов и праздничных трапез. В середине XX в. здесь проходили заседания Поместных и Архиерейских соборов Русской Православной Церкви.
По своей архитектуре и исключительному богатству декора фасадов Трапезная церковь относится к лучшим образцам московского барокко. Покрытые разноцветной росписью «в шахмат» стены, резные белокаменные полуколонны и обрамления окон, величественная, совершенная в своих пропорциях кровля, придают зданию церкви особую выразительность.
Церковь преподобного Сергия с Трапезой играет исключительно важную роль в архитектурном ансамбле монастыря, во многом определяя торжественную динамику его развертывания на пути от Святых врат до Троицкого собора.
Первоначальный иконостас церкви до нас, к сожалению, не дошел, а украшающий ее теперь позолоченный иконостас XVII в. из разрушенного московского храма «Никола Большой Крест» является замечательным памятником древнерусского резного искусства.
В 1956 г. в Трапезной палате освящены приделы в честь святителя Иоасафа Белгородского (на северной стороне) и преподобного Серафима Саровского (на южной). В зимнее время Трапезный храм становится главным храмом монастырских богослужений.
