Первая деревянная церковь в селе Пичаево построена в 1755 году. Новая, каменная в 1889 году.

В 1933 году храм закрыт. В 1937 году по сфабрикованному делу были арестованы все церковнослужители, члены приходского совета и некоторые прихожане Троицкой церкви. Все они были приговорены к различным срокам, а духовенство, служившее в храме перед его закрытием - протоиерей Митрофан Андреевич Замятин и священнослужитель Аполлон Михайлович Гурьев приговорены к расстрелу.

В 1945 году церковь была открыта вновь, проведен капитальный ремонт и реставрация, благоустроена территория. Это единственный храм в Тамбовской митрополии, в котором сохранился резной деревянный иконостас XIX века, покрытый сусальным золотом.