Построена в 1856—61 на сваях (арх. М. Д. Быковский) на средства надворного советника Е. В. Молчанова с центральным престолом иконы Божией Матери «Трех радостей» или Собора Богородицы (чудотворная икона «Трех радостей» находилась в храме). Включил стены храма 1745—52 и северного придела храма 1820. Это — пятый, построенный на Грязех каменный храм (назв. «грязи» имеет свою историю — к северу сквозь стену Белого города и церковный двор протекал ручей Рачка, образовавший топкое место). Первый, с престолами Василия Кесарийского и Покрова — 1649 (его предшественник — деревянный храм известен с 1547), второй, с новым приделом Введения во храм Пресвятой Богородицы — 1701, третий, с главным Троицким престолом — 1745—52, четвертый, на месте разобранного теплого храма, с престолами Собора Богоматери и святителя Николая Чудотворца (по чтимой иконе «Николай Добрый») — 1819—20.

Обновлен в 1899. На земле храма построена первая панорама Бородинской битвы (разобрана в начале 1920-х), а на Чистопрудном бульваре (д. 12) в 1900 —доходный дом (арх. С. И. Вашков) с рельефными изображениями фантастических животных и растений на фасаде.

В храме пел любительский хор под управлением П. Г. Чеснокова (нач. XX в.). В нача 1920-х здесь неоднократно служил святитель Тихон, Патриарх Всероссийский. Затем храм некрое время находился в руках обновленцев.


В стиле классицизма. Сохранено основное четырехугольное здание, внутри — с архитектурными фрагментами декора (влияние московского барокко).

В 1929 закрыт. Переделан. Разрушены купол-ротонда с балюстрадой и колокольня (до первого яруса), иконостасы и росписи уничтожены. В здании размещались зернохранилище, клуб, конторы, профсоюзные учреждения. В 1990 ремонтировался. Богослужения возобновлены в 1992.

Главный престол (юж.) — Живоначальной Троицы, центральный — иконы Божией Матери «Трёх радостей», сев. - святителя Николая Чудотворца.

Святыни — особо чтимая икона Божией Матери «Трех радостей», икона преподобного Давида Гареджийского (имеет особую благодать помогать женщинам в их недугах), иконы Божией Матери Иверская, «Всех скорбящих Радость» и «Домостроительница».

При храме — детская воскресная школа, воскресный лекторий для взрослых, библиотека, швейная мастерская, приходская паломническая служба «Монастыри России».