История храма начинается с середины XVII века и связана с деятельностью представителей вятской священнической династии Кошурниковых.
15 апреля 1646 года патриарх Московский и всея Руси Иосиф выдал благословенную грамоту священнику города Слободского Митрофану Кошурникову на строительство храма во имя преподобного Макария Желтоводского на пустующем месте за рекой Вяткой, близ мельниц Рязанцова, подле речки Салтановки. Однако по неустановленным причинам строительство не было осуществлено, и вместо храма была возведена часовня.
В 1652 году с аналогичной просьбой к патриарху Никону обратился сын Митрофана, священник Вознесенской церкви города Слободского Елисей Кошурников. 19 августа 1652 года патриарх Никон выдал храмозданную грамоту, разрешающую строительство церкви. К 1658 году деревянный храм во имя преподобного Макария Желтоводского был завершён. В июне того же года указом епископа Вятского и Великопермского Александра к церкви были приписаны прихожане из Бобинского и Волковского станов, а также мельники и бобыли, проживавшие по мельницам.
22 мая 1698 года, по благословению архиепископа Вятского и Великопермского Ионы, рядом с Макарьевской церковью была заложена новая деревянная церковь во имя Живоначальной Троицы. Впоследствии, в период с 1768 по 1775 годы, на месте обветшавшего деревянного храма был возведён каменный храм. Строительство осуществляла артель каменщиков из Хлынова под руководством Никиты и Данилы Горынцевых, черносошных крестьян Вологодского наместничества.
В 1772 году были освящены два придела в трапезной части храма: южный — в честь иконы Божией Матери «Взыскание погибших» (25 июля), и северный — во имя преподобного Макария Желтоводского Унженского чудотворца (1 ноября). Главный престол во имя Пресвятой и Живоначальной Троицы был освящён 25 июля 1775 года.
Архитектурно Троицкий храм представляет собой пример вятского барокко. Здание относится к постройкам ярусного типа, характерным для Вятки в 1760–1780-х годах. В 1875 году, по проекту инженера-архитектора А.С. Андреева, к северной стороне паперти была пристроена небольшая палатка-усыпальница, что не нарушило стилевого единства памятника.
В 1940 году храм был закрыт, здание использовалось под сельский клуб, что привело к утрате многих деталей интерьера и церковной ограды. В 1975 году здание церкви было внесено в реестр памятников архитектуры местного значения, после чего начались реставрационные работы под руководством архитектора Л.Д. Лапкиной. В ходе реставрации храму был возвращён его первоначальный облик.
