Первая Троицкая церковь в Бугуруслане была построена в 1898 году. В 1930-х годах, в период антирелигиозной политики советского государства, храм был закрыт и впоследствии разрушен.
В 1992 году в Бугуруслане был зарегистрирован новый приход в честь Святой Троицы. На средства прихожан была построена деревянная церковь, которая стала центром духовной жизни верующих. Однако в 2003 году деревянный храм сгорел.
После пожара на месте сгоревшей церкви было начато строительство нового каменного храма. Новый храм представляет собой пятиглавую двухэтажную церковь, построенную по образцу Троицкого собора в Дивееве. 19 августа 2010 года состоялось освящение нового храма. В нижнем храме устроен придел в честь Новомучеников и Исповедников Российских.
В январе 2017 года при храме был открыт гуманитарный склад помощи многодетным, неполным семьям и малообеспеченным гражданам. По состоянию на 1 августа 2017 года, помощь с гуманитарного склада получали 102 семьи, в которых воспитывалось 500 детей, а также 25 малообеспеченных пенсионеров и инвалидов.
