Обращение Никона к крупнейшим художникам своего времени могло быть вызвано как его личным знакомством с ними и их творениями, так и подсказано игумену главным донатором храма князем Звенигородским Георгием Димитриевичем. Житие преподобного Сергия говорит, что Никону пришлось «умолять» иконописцев взяться за работу, что свидетельствует о том, что они никогда не были монахами Троицкого монастыря (это подтверждается «Отвещанием любозазорным» Иосифа Волоцкого и святцами Симона (Азарьина), которые несомненно отметили бы принадлежность художников к братии Троицкого монастыря). Среди причин, по которым живописцы колебались принять предложение троицкого игумена, называют их преклонный возраст, свирепствовавший в 1425 г. тяжкий и длительный «мор», а также вероятные планы по выполнению другой подобной работы – росписи каменного Спасского собора в их родном Андрониковом монастыре (который, возможно, уже начал строиться в это время). Троицкий собор был сооружён, по-видимому, в 1422–1423 гг. (к осени 1425 г. в нём уже был погребён умерший осенью того года владелец Радонежского удела князь Андрей Владимирович). Таким образом, время работы Даниила и Андрея Рублёва исследователи определяют как 1424–1425 гг. (или около 1425 г.). Возможно, художники работали над стенописью собора в течение двух летних сезонов, что косвенно подтверждается сохранившимся 3-ярусным иконостасом их кисти, над иконами которого они могли трудиться, исключая летние месяцы. Определённо работы были завершены до смерти их заказчика – преподобного Никона 17 ноября 1427 или 1428 г. Пахомий Логофет в одной из редакций Жития преподобного Сергия 1440 гг. называет выполненную Даниилом и его «содругом» преподобным Андреем роспись «достойной удивления», которая «и до сих пор всеми видится как земное небо». Роспись не сохранилась, т.к. в 1635 г. из-за ветхости была сбита и заменена новой. Поскольку мастера XVII в. как в отдельных композициях, так и в расположении сюжетов по стенам и сводам следовали ранней росписи, то первоначальная иконографическая программа может быть в основной части реконструирована (роспись XVII в. сохранилась частично, её состав известен благодаря описи 1777 г. «О росписании Троицкого собора стенным греческим вновь письмом и о возобновлении иконостаса»). Таким образом, росписи Троицкого собора предоставляют уникальную возможность судить о декорации храмов, расписывавшихся Даниилом и Андреем Рублёвым, какой не дают сохранившиеся фрагменты их стенописей в Звенигороде и Владимире. Хотя Жития преподобных Сергия и Никона умалчивают о том, писали ли Андрей и Даниил иконостас для Троицкого собора, исследователи единодушны во мнении, что, по крайней мере, им принадлежат замысел, общее руководство созданием живописного ансамбля и иконографические схемы икон. Опираясь на сообщение Жития Никона о том, что в росписи храма мастерам помогали «некие с ними», и на анализ стиля икон, учёные считают, что иконостас был написан большой артелью иконописцев (не менее 15–25 чел.), но текст Жития не даёт каких-либо оснований для подобных заключений.