Indirizzo: Piazza Libertà
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La chiesa, nata con l'intitolazione alla Santissima Trinità, sembra essere stata fondata dall'abate Domenico Benincasa del cenobio benedettino di Cava de' Tirreni nel 1176, anche se la sua presenza è già attestata nel 1121 in un documento del Chartularium Tremitense, e successivamente consacrata nel 1184 dall'arcivescovo Bertrando II. La chiesa e l'attiguo monastero, oggi sede della Biblioteca comunale, occupato dai monaci benedettini, nacque al di fuori della murazione longobarda, in prossimità del flumicellus che sfociava nel porto, e del punto d'incontro tra la via carraria (l'attuale via Mario Pagano), che collegava Trani ai vicini agglomerati, e la via civitatis (oggi via Ognissanti), che conduceva alla Porta Antica della città: la chiesa della SS. Il complesso faceva parte di un agglomerato urbano formatosi al di fuori delle mura, la cui presenza contribuì a convincere l'imperatore Federico II ad allargare la cinta muraria nel XIII secolo: la chiesa si trovò così entro le mura all'ingresso della città, poco distante dalla nuova porta orientale, detta di Bisceglie. Nel 1537 la chiesa e il monastero passarono dai Benedettini ai Francescani: i Padri Minori Conventuali di Trani, insieme a quelli di altre città pugliesi, ottennero da papa Clemente VII il permesso di trasferirsi all'interno della cinta muraria. Il vecchio convento dei Francescani, il monastero di San Pietro, si trovava infatti poco distante dal Castello, ed era stato distrutto durante le guerre franco-spagnole dei primi decenni del XVI secolo. La chiesa cambio quindi denominazione, assumendo quella attuale. La piazza vicino alla chiesa, corrispondente al punto di incontro tra le due antiche arterie viarie, è denominata in dialetto tranese Mmèzze a San Franciche (letteralmente: in mezzo a San Francesco) e corrisponde all'attuale Piazza Libertà: in questo luogo venne eretto l'Albero della libertà, preludio ai tragici avvenimenti del 1799
Nel 1809 il convento venne soppresso: passato al Comune, l'attiguo monastero, prima di essere destinato definitivamente a Biblioteca, venne utilizzato come sede di diverse scuole tecniche e della scuola elementare. La chiesa è stata dichiarata parrocchia nel 1909 e assegnata ai Padri Barnabiti, che l'hanno gestita, a partire dal 1978. Attualmente il parroco è don.
