Храм Святой Живоначальной Троицы в Брюсселе был образован в 2002 году как ставропигиальное подворье Русской Православной Церкви. Здание храма первоначально принадлежало протестантской общине и было построено в 1924 году по проекту архитектора Тьерда Кейперса. В 1926 году оно получило приз на конкурсе церковной архитектуры как лучшее культовое сооружение малых форм и стало прототипом для шести аналогичных храмов в Нидерландах.
Приход был создан по инициативе русскоязычной общины, которая приобрела здание на собранные средства. 7 октября 2002 года Священный Синод Русской Православной Церкви принял решение об образовании здесь подворья. Освящение храма состоялось 30 марта 2003 года, его совершил митрополит Смоленский и Калининградский Кирилл, впоследствии ставший Патриархом Московским и всея Руси.
До 2005 года подворье имело статус ставропигиального, после чего было включено в состав Брюссельско-Бельгийской епархии. В 2006 году приход получил официальное признание властей Бельгии. При храме действуют богословско-катехизаторские курсы, русская школа и архив русской эмиграции.
Богослужения в храме совершаются на церковнославянском языке. Расписание включает литургии не менее трех раз в неделю, а также регулярные акафисты и всенощные бдения. Приход насчитывает около 700 человек и является одним из крупнейших русскоязычных православных сообществ в Бельгии.
Храм расположен в крипте здания по адресу Rue Leon Lepage 33-35, куда в 2014 году была перенесена также община храма Покрова Пресвятой Богородицы, первого православного прихода в Бельгии, основанного в 1963 году. Оба прихода сохраняют каноническое единство в рамках Брюссельско-Бельгийской епархии Московского Патриархата.