Построена в 1694-97, по другим источникам 1691-95 (зодчий Яков Г. Бухвостов с товарищами М. Тимофеевым и М. Семеновым) на западе Москвы, на правом, высоком берегу реки Москва, напротив Серебряного бора, рядом (на севере) — Строгино, на средства и в усадьбе стольника М. К. Нарышкина. Село Троицкое название по храму, а Лыково — по владельцам князьям Лыковым. Они coopудили здесь первый деревянный храм Успения Божией Матери (начало XVII в.; сожжён в 1936). Участником устройства храма был Петр I, посещавший в Троице-Лыкове своих родственников. Освящен в 1708.

В стиле «московского барокко». Однопрестольный. Летний. На невысоком подклете — гульбище, обнесённое балюстрадой с тремя широкими лестницами. Четырехугольный, с востока и запада обрамлён симметричными полукружиями алтаря и придела. На нём три восьмигранных яруса. К четырехугольному зданию с зап. и вост. примыкают притворы, каждый из которых завершён двумя декоративными восьмигранными ярусами с одной главой. Храм — «иже под колоколы» (здание завершает колокольня) с луковичной главой. Пышный белокаменный декор (резные колонки порталов и наличников окон первого яруса, витые колонки восьмигранных ярусов и обрамления восьмигранных окон сев. и юж. фасадов, волюты и раковины, фигурные фронтоны).

Внутри был резной девятиярусный иконостас (не сохранился, предпринимаются попытки восстановить его по оставшимся деталям). Трапезная, алтарь и храм отделены арками. Между двумя стенами, с трех сторон идут двойные хоры.

В 1917 в Троице-Лыково создана Свято-Троицкая женская община. Около 1930 закрыт. Использовался под склад. До 1978 в усадьбе находилась школа военных музыкантов-суворовцев. С 1970 реставрировался (арх. И. В. Ильенко). Возвращен РПЦ. Ведутся работы по воссозданию внутреннего убранства.