Деревянная церковь Святой Троицы существовала до 1552 года. В 1669 году при большом пожаре храм сгорел.

Каменная Троицкая церковь построена в 1670 году. В 1714 году пристроен и освящен придел Василия Блаженного, вероятно в это время построена колокольня. В середине XIX века церковь перестраивается с пристройкой придела Боголюбской иконы Божьей Матери, заново выстроена полукруглая алтарная апсида и возведен новый пятиярусный золоченый иконостас.

Церковь закрыли в 1961 году. Здание храма передана городскому музею. В 1980-е годы проведена реставрация под руководством архитектора С. А. Гаврилова. Завершена реставрация в 1990-е годы под руководством архитектора Гаевой О. В.