Епископ Евлампий поддержал намерение горожан и в послании к Калужской городской думе высказал пожелание определить местом дальнейшего пребывания Калужской иконы Троицкий собор Калуги, где в то время проводились работы по внутренней отделке. 29 апреля 1813 г. губернатор Калуги Павел Никитич Каверин распорядился «для чудотворной Богородичной Калужской иконы сделать по левую сторону иконостаса место» (Государственный архив Калужской области). 17 июля того же года был получен указ Святейшего Синода с разрешением о пребывании «навсегда» Калужской иконы в соборе Калуги «с тем, чтоб в церкви села Калужки вместо сей иконы поставлена была с оной копия». К ноябрю 1813 г. чудотворная икона уже находилась в Троицком соборе, но без рамы и киота, на простом «подмостке», как то следует из обращения епископа Калужского и Боровского Евгения (Болховитинова) к предводителю калужского дворянства Василию Ивановичу Тимирязеву о необходимости сооружения для иконы «хорошей работы киота», епископ призвал калужских граждан внести посильную лепту (как и он сам), т.к. «украшение сие принадлежит к чести не только иконы, но и самих Калужских граждан», по желанию которых икона была оставлена в городе (Государственный архив Калужской области, 9 ноября 1813 г.; повторное обращение с просьбой о пожертвованиях – 18 сентября 1816 г.). Пожертвования на устроение киота и украшение Калужской иконы вносились вплоть до освящения Троицкого собора в 1819 г., правый (южный) придел которого был посвящён Калужской иконе Божьей Матери. Там же, с правой стороны, перед иконостасом был установлен киот с Калужской иконой. К 17 апреля 1815 г. московским архитектором были созданы эскизы («три плана») киота (Государственный архив Калужской области). Проект киота представил и епископ Евгений, после чего «подлинные фасады отправлены 2 февраля 1816 года к исполнению» в Москву «на имя Ивана Петровича Дефорша» (Государственный архив Калужской области). По описанию настоятеля церкви Рождества Пресвятой Богородицы в селе Калужка священника Михаила Тимофеевича Извекова, на чудотворном образе были «убрус круг (вокруг) всего лика жемчужный, риза серебряная, позлащённая, венец также серебряный и позлащённый осыпан каменьями, на которых корона состоит из каменьев стразовых». В Троицком соборе чудотворная икона пребывала недолго. Гвардии прапорщик Алексей Герасимович Хитрово, бывший в составе Калужского ополчения, видимо, вернувшись домой из похода, узнал о перенесении родовой иконы из храма села Калужка в Троицкий собор. 25 мая 1814 г. он отправил на имя правящего архиерея письмо с просьбой о возвращении иконы. Эти сведения представляют самую раннюю зафиксированную письменно историю происхождения Калужской иконы и существенно корректируют официальную версию Сказания, которая была создана протоиереем Арсением Иоанновым на 20 лет позже. Так, А.Г. Хитрово сообщает, что икона находилась ещё в доме его деда, стольника Кондрата Лаврентьевича Хитрово (упоминается в Боярском списке («Список столпников и стряпчих и дворян московских и дьяков нынешнего 1712 году») как «жилец с 7195 (1687) г.» – Российский государственный архив древних актов), и прославлена была «разными чудотворениями более семидесяти лет».