В 1898 году прихожане обратились в Московскую Духовную консисторию с прошением построить каменный храм на новом месте при селе Сысоево. Разрешение на постройку Троицкого храма было получено. По проекту Сергея Константиновича Родионова возведена ныне существующая церковь. Основные средства на строительство пожертвовали фабрикант Иван Антонович Орлов и купец Иван Дмитриевич Першин.

Кирпичная церковь построенная в 1900-1905 годах. Боковые приделы Михаило-Архангельский и Никольский. Первым настоятелем храма в селе Сысоево был Иван Иванович Смыслов, он покоится у подножия церкви. Здесь же захоронены строители, меценаты Иван Орлов и Иван Першин, староста храма Н. А. Прохорова (за алтарём, в церковной ограде).

В 1930-х годах церковь закрыли. В 1944 году храм вернули верующим. По другим данным церковь в советские годы не закрывали (?).