В 1854 году в Батайске был возведен пятиглавый Одигитриевский храм, который по своим размерам сопоставим с современным Ростовским кафедральным собором. На его территории функционировали две школы, богадельня и трапезная. В 1937 году этот храм был разрушен, а в предвоенные годы его остатки использовались в качестве тюрьмы. Во время Великой Отечественной войны на месте разрушенного храма находился лагерь для военнопленных.
После завершения войны на фундаменте Одигитриевского храма было построено здание училища. В конце 1980-х годов, в период перестройки, жители Батайска обратились к городским властям с просьбой о передаче здания бывшего кинотеатра «Победа» под православный храм. В 1991 году здание было передано общине, и началось его переоборудование под церковь, получившую название Свято-Троицкий храм. Один из его престолов был освящен в честь Одигитриевской иконы Божией Матери, в память о разрушенном Одигитриевском храме.
Строительство нового Свято-Троицкого храма началось в сентябре 2000 года. В 2003 году были установлены два купола с крестами и башенные часы на колокольне. На площади перед строящимся храмом был установлен памятник Святому апостолу Андрею Первозванному, автором которого является заслуженный художник РФ, скульптор С. М. Исаков. Открытие и освящение памятника состоялось 27 сентября 2003 года.
В 2006 году началось строительство нового здания для церковно-приходской школы. К 2008 году были оштукатурены стены и своды храма, установлена ограда; в 2009 году проводились внутренние отделочные работы. Окончательное завершение строительства храма произошло в 2013 году. На архитектурном конкурсе-смотре «Прометей-2007» в городе Ставрополе храм был признан самым красивым строящимся культовым зданием Юга России.
Архитектурный комплекс Свято-Троицкого прихода включает в себя площадь Святого Андрея Первозванного, главной доминантой которой является шестиметровый памятник апостолу. Кроме того, в комплекс входят здание Андреевского (малого) храма, учебно-административный корпус, выполненный по мотивам восточно-европейской архитектуры, святые врата в стиле барокко и часовня в честь Почаевской иконы Божией Матери.
Знаковым событием для прихожан стало первое архиерейское богослужение в новом храме, состоявшееся 4 июня 2012 года, которое возглавил митрополит Ростовский и Новочеркасский Меркурий. После завершения основных отделочных работ, 13 июня 2021 года, храм был освящен митрополитом Ростовским и Новочеркасским Меркурием в сослужении епископа Таганрогского Артемия, духовенства и жителей города.
Высота трехпрестольного храма составляет 33 метра, длина — 50 метров, ширина — 20 метров. Главный алтарь освящен в честь Святой Троицы, южный придел — в честь преподобного Иова Почаевского, северный придел — в честь Одигитриевской иконы Божией Матери, в память о разрушенном Одигитриевском храме.
