Первое упоминание о Троицкой церкви в Судже датируется 1701 годом, когда она была отмечена в описи города.Первоначально это было деревянное здание, которое со временем обветшало, что привело к решению о его замене.В результате приходы Троицкой и Вознесенской церквей были объединены, и было принято решение о строительстве нового каменного храма.
Сбор средств на возведение нового храма начался в 1804 году. Местные жители, включая прихожан Архангело-Михайловской церкви, объединили усилия для финансирования строительства. К 1812 году строительство было завершено, и новый каменный храм был освящён. В его состав входили главный престол во имя Живоначальной Троицы и боковые приделы во имя Вознесения Господня и Архангела Михаила.
В 1857 году к храму были пристроены ещё два придела: во имя Святителя Митрофана и во имя Сретения Господня, что расширило его архитектурный и функциональный облик. Архитектурно храм выполнен в стиле классицизма, характеризуется строгими формами и симметрией. Здание представляет собой однокупольную конструкцию с массивными стенами и высокими сводами, типичными для храмов того периода.
В советский период храм подвергся значительным изменениям. После установления советской власти здание храма использовалось под склад конторы «Заготзерно». Во время Великой Отечественной войны, в период немецко-фашистской оккупации, богослужения в храме были возобновлены. Однако в феврале 1943 года произошла трагедия: отступающие немецкие войска разместили в храме раненых венгерских солдат, после чего здание было подожжено, и несколько сотен человек погибли в огне. После войны храм был восстановлен, и богослужения возобновились.
В постсоветский период храм продолжил функционировать как религиозное учреждение. В начале 2000-х годов были проведены реставрационные работы, направленные на восстановление первоначального облика здания. В марте 2025 года Свято-Троицкий храм подвергся обстрелу, в результате которого здание было частично разрушено. Следственный комитет Российской Федерации возбудил уголовное дело по факту повреждения объекта культурного наследия.
