Троицкая церковь в урочище Бакунино была построена в начале XIX века как кладбищенский храм при селе Малое Троицкое, ныне не сохранившемся. Строительство началось в 1806 году на средства помещика Михаила Алексеевича Унковского, отца известного общественного деятеля Алексея Михайловича Унковского. Земля для храма и кладбища была выделена по прошению помещика Н.П. Чагина в 1800 году. Основной престол освящен во имя Живоначальной Троицы, приделы - во имя святителя Николая Чудотворца и Казанской иконы Божией Матери. Освящение храма состоялось в 1830-х годах.
Архитектура храма выполнена в стиле зрелого классицизма. Основной объем представляет собой четверик, несущий световую купольную ротонду с 12 арочными окнами. С востока к четверику примыкает полукруглая апсида, с запада - трапезная с выступающим южным приделом и трехъярусная колокольня со шпилем. Фасады украшены четырехколонными портиками с треугольными фронтонами. В интерьере сохранились фрагменты настенной живописи с использованием гризайльных мотивов, роспись купола кессонами с изображением Новозаветной Троицы в шелыге.
В 1906-1908 годах по проекту губернского архитектора В.И. Назарина был расширен южный (Казанский) придел. При храме находился исторический некрополь с захоронениями дворян Унковских, включая могилу Алексея Михайловича Унковского - предводителя дворянства Тверской губернии, активного участника подготовки крестьянской реформы 1861 года. Каменная ограда вокруг кладбища, построенная в XIX веке, не сохранилась.
Село Малое Троицкое было уничтожено в период Великой Отечественной войны. В послевоенные годы храм оставался без действующего прихода. Здание сохранило первоначальные архитектурные формы, но находится в неудовлетворительном состоянии. В 1999 году Троицкая церковь в Бакунино была включена в список выявленных объектов культурного наследия Тверской области (Приказ Комитета по охране историко-культурного наследия Тверской области № 68 от 30.12.1999).