Il Seminario aveva iniziato la sua attività il 4 giugno 1567, in seguito alla decisione assunta dall’arcivescovo Girolamo della Rovere nel sinodo provinciale del 1565, convocato per promulgare e attuare i decreti del concilio di Trento, che nella sessione del 15 luglio 1563 aveva stabilito l’istituzione dei seminari diocesani, indubbiamente una delle decisioni pastorali più importanti della riforma tridentina. Fu scelta come sede il priorato di S. Stefano, in via Doragrossa (ora via Garibaldi); primo rettore fu don Gaspare Bessone, canonico regolare di S. Agostino di Oulx. Gli inizi furono necessariamente modesti, con non poche difficoltà, anche finanziarie.
Siccome i Gesuiti, stanziatisi in un edificio attiguo al seminario, desideravano espandersi per dare spazio al loro collegio, nel 1578 acquistarono l’edificio del Seminario (avviarono nello stesso anno la costruzione della chiesa dei SS. Martiri), permutandolo con una casa attigua alla chiesa di S. Agnese.
Di lì a poco, si prospettò per il Seminario un secondo trasloco. Infatti, la Confraternita della SS. Trinità nel 1596 acquistò casa e chiesa di S. Agnese, ormai in cattivo stato, per costruirvi una chiesa (cfr. Meiranesio, Pedemontium sacrum. Pars altera, Augustae Taurinorum 1863, col. 1810: Scrivendo dell’abate Costa: il titolo della SS. Trinità e l’ospedale dei pellegrini). 
Il Seminario dal canto suo il 18 maggio 1598 acquistò una casa già dell’ospedale di S. Giovanni, situata tra l’attuale via IV marzo e l’attuale cappella del Seminario, dove si trasferì attorno al 1601; in questo isolato vi restò definitivamente, subendo successive e radicali trasformazioni, specialmente a partire dal 1711.
Peraltro, notevoli lavori furono compiuti anche tra il 1652 ed il 1661, sotto l’episcopato di Giulio Cesare Bergera dei Conti di Cavallerleone (1642-1660) ed i rettorati di don Antonio Corino e Giovanni Domenico Barberis. Furono affidati ai capomastri Giorgio Casella, luganese, e a Donato Solista, Antonio Bussone e Pietro Lana.
