Строительство храма началось в 2005 году. Чин закладки первого камня в основание фундамента совершил архиепископ Екатеринбургский и Верхотурский Викентий. В течение двух лет храм возводился трудами прихожан и благотворителей. На каменном фундаменте был построен деревянный храм из круглого леса. Купольный каркас изготовлен из железа и обшит листами, покрытыми нитридом титана. В 2010 году строительство было завершено, и храм был полностью освящен архиепископом Викентием.
Архитектурно храм представляет собой деревянное здание, возведенное на каменном фундаменте. Основной объём состоит из сруба из круглого леса, что придаёт сооружению традиционный облик. Купол храма выполнен из металлического каркаса, обшитого листами с покрытием из нитрида титана, что обеспечивает долговечность и устойчивость к внешним воздействиям. Внутреннее убранство храма оформлено в соответствии с канонами православной церкви.
С момента освящения храм является действующим и регулярно принимает прихожан на богослужения. При храме организована воскресная школа для детей и взрослых, где изучаются основы православной веры и церковного пения. Храм также участвует в благотворительных и социальных проектах, направленных на поддержку малоимущих и нуждающихся жителей посёлка Троицкий и окрестных населённых пунктов.
В 2014 году в Екатеринбургскую епархию из Троице-Сергиевой Лавры прибыла икона преподобного Сергия Радонежского, что подчёркивает духовную связь между храмом в посёлке Троицкий и главной обителью, посвящённой этому святому.
