Строительство каменного храма было инициировано по благословению митрополита Михаила 8 декабря 1820 года. Закладка здания состоялась 30 июля 1822 года, а строительные работы завершились 30 июля 1824 года. Освящение главного престола во имя Святой Живоначальной Троицы было проведено 30 мая 1826 года. Храм был построен по проекту епархиального архитектора Александра Макушева. Строительство осуществлялось на средства купца Михаила Саввина Гречникова из города Осташкова. Общая сумма расходов на строительство составила 32 442 рубля 35 копеек ассигнациями, включая 4 000 рублей, выделенных комиссией духовных училищ.
Архитектурно храм представляет собой однокупольное кирпичное здание с трапезной и колокольней, выполненное в стиле классицизма. Фасады украшены фронтонами, каждый из которых опирается на четыре колонны. Длина храма составляет 17,5 саженей, ширина — 7 саженей, высота — 13 саженей 1 аршин. Колокольня, включая шпиль, достигает высоты 19 саженей 1/4 аршина. В 1847 году храм был покрыт железом.
Храм является трехпрестольным. Главный престол освящен во имя Святой Живоначальной Троицы. Южный придел посвящен святителю Николаю Чудотворцу, северный — Рождеству Пресвятой Богородицы. Антиминсы каждого престола были освящены и подписаны соответствующими архиереями в 1824 и 1825 годах.
В 1941 году храм был закрыт и передан под хозяйственные нужды. В 1990-х годах здание было возвращено верующим, и в 1995 году возобновились богослужения. 2 октября 2016 года митрополит Санкт-Петербургский и Ладожский Варсонофий совершил чин великого освящения храма. В настоящее время храм действует и является памятником архитектуры местного значения.
