La seconde chapelle sud de la nef est bâtie peu avant 1313 (le chanoine Cabaret avance la date de 1308), par la volonté de l'évêque Guy de La Charité (1296-14 juillet 1313). Selon l'obituaire du chapitre cathédral, connu par une copie et mentionné également par le chanoine Cabaret, la chapelle est placée sous l'invocation de saint Martin et de Saint Louis, deux saints protecteurs du royaume.

L'inventaire des papiers du chapitre, dressé à la fin du 18e siècle, conserve le souvenir de la fondation par le chanoine Jean de Belleu, d'une chapellenie en l'honneur de Dieu, de la Sainte Vierge et de saint Martin dans cette chapelle, fondation agréée par le chapitre par acte capitulaire du 7 décembre 1325 (quoique Dormay place la fondation de cette chapellenie à l'autel du Sépulcre). Le même registre mentionne en mai 1490 la fondation au même autel et la dotation par l'évêque Jean Milet, d'une chapellenie sous l'invocation de la Sainte Trinité, saint Martin et Saint Louis. Cette dernière fondation fait évoluer le nom de la chapelle, mentionnée dans les documents postérieurs sous le vocable de chapelle de la Trinité.

Aucune information précise ne nous est parvenue sur l'ameublement et le décor de cet espace. On peut juste supposer que la chapelle subit de graves dommages en 1567-1568, comme toute la cathédrale, lors de la prise et de l'occupation de la ville par les protestants.

Il faut attendre le deuxième quart du 18e siècle, pour que plusieurs chanoines, sans doute stimulés par la construction d'une chapelle limitrophe dédiée au Sacré-Cœur de Jésus, se consacrent à renouveler l'ameublement et le décor de la chapelle, dédiée cette fois à saint Michel, l'un des protecteurs de la France. Peut-être faut-il voir aussi dans ce changement de vocable la conséquence de l'extinction de la presque totalité des chapellenies de la cathédrale à cette période, processus commencé en 1735 sous Monseigneur de Laubrière et sanctionné par le décret de Monseigneur de Fitz-James, daté du 20 décembre 1742 ? Selon le chanoine Ledouble, il en aurait résulté la réunion de l'autel Saint-Michel, situé primitivement à l'étage de l'orgue, à l'autel de la Trinité.

Quoi qu'il en soit, si l'on en croit le chanoine Cabaret déjà cité, le chanoine Michel de Chastenet de Puységur offre en 1740 le tableau d'autel et la garniture composée d'une croix et de chandeliers d'argent. Ce tableau non signé, composé sans doute à partir d'une gravure, est une copie réduite du "Grand saint Michel" de Raphaël (Musée du Louvre), peint en 1518 et célèbre dès son arrivée en France.

L'œuvre, qui semble être restée en place pendant la Révolution française, est restaurée vers 1829 par le peintre soissonnais Jean-René Chevalier, professeur dans l'École de dessin que la municipalité de Soissons avait fondée en novembre 1804. Elle a été restaurée une nouvelle fois après la Première Guerre mondiale par le peintre Gabriel Girodon, et a retrouvé son retable vers février 1938, comme en témoigne le Bulletin paroissial de l'époque.