Каменная пятипрестольная церковь во имя Живоначальной Троицы на погосте Осечно построена в 1795 году на средства прихожан. Первоначально храм имел три престола: главный — во имя Святой Троицы, придельные — Благовещения Пресвятой Богородицы и святителя Николая Чудотворца. В 1820 году получено разрешение на строительство каменной колокольни и теплой трапезной, которые были возведены к 1845 году. В трапезной устроены два дополнительных придела: Богоявления Господня и Казанской иконы Божией Матери, освященные в 1847 году.
Храм возведен на месте трех ветхих деревянных церквей, существовавших на погосте с начала XVII века: Воскресенской (1603 г.), Троицкой с Никольским приделом (1602 г.) и Благовещенской с приделами Алексия человека Божия и трех святителей (1711 г.). Решение о строительстве каменного храма принято мирским сходом в 1789 году, первоначально планировалось посвятить его Воскресению Христову с приделами Троицы и Николая Чудотворца, но Тверская епархия утвердила главный престол во имя Живоначальной Троицы.
Архитектура храма сочетает элементы барокко и раннего классицизма. Четверик основного объема завершен пятиглавием с доминирующим центральным световым барабаном. Фасады украшены пилястрами, филенками и рустовкой углов. Колокольня в пять ярусов выполнена в стиле позднего классицизма. В интерьере сохранились четыре массивных столба, несущих своды, и фрагменты барочного иконостаса XVIII века.
В 1931 году храм был закрыт, использовался как склад. Церковная утварь и иконы уничтожены или расхищены. Богослужения возобновлены в конце XX века. К 2007 году освящен только главный Троицкий престол. Приход храма в XVIII-XIX веках включал 44 деревни с преимущественно карельским населением.
