Построена в 1830—35 на Пятницком кладбище (основано во время эпидемии чумы 1771, около Троицкой дороги, затем шоссе, ныне проспет Мира) на месте деревянного храма преподобной Параскевы Пятницы Сербской (отсюда название кладбища, другое название — Крестовское, от Крестовской заставы, ныне Рижская площадь). Архитектор А. Г. Григорьев. Обновлен в 1911.

Архитектурный стиль — московский ампир. Трапезная четырехстолпная. С южной стороны — портик с колоннами. Колокольня —трехъярусная (нижний — вход в храм, верхний в виде ротонды). Колокола сохранились. Белокаменная ограда уцелела частично (северная и западная). После 1917 не закрывался. В 1922 властями из храма были изъяты ценные церковные украшения и утварь (свыше 7 пудов серебра, драгоценные камни, жемчуг). 30. XII. 1924 Патриарх Тихон совершил здесь одну из последних служб (в храме было положено начало мироварению), по окончании которой он почувствовал серьезное недомогание — последствия нахождения под арестом.

В 1930-е храм захвачен обновленцами.

Вернулся в Патриархию в 1944.

Главный престол: Святой Троицы, приделы: севеный — преподобного Сергия Радонежского, южный — перенесения мощей преподобной Параскевы Пятницы Сербской.

Иконостас главного придела и часть утвари — современники храма. В приделе, около южной стены погребена мать святителя Филарета, митрополита Московского. На наружной южной стене сохранилась надгробная доска священника Ф. С. Протопопова (1792—1845), служившего в храме 30 лет. Приписана часовня священномученика Симеона, епископа Персидского на Пятницком кладбище.