Первое упоминание о Троицкой церкви в Таганроге относится к концу XVII века. В 1698 году, в процессе строительства крепости на мысе Таганий Рог по указу Петра I, была заложена деревянная церковь во имя Святой Троицы. Освящение храма состоялось 1 сентября 1699 года, и в этом событии принимал участие сам царь Петр I во время возвращения из похода под Керчь. Данный храм стал одной из первых построек крепости и определял силуэт города со стороны моря, будучи видимым издалека. Однако после разрушения Таганрога по условиям Прутского договора 1711 года церковь была разобрана, а её части перевезены в другие места.
В последующие годы в Таганроге возникла необходимость в восстановлении храма. По указу Святейшего Синода от 23 июня 1879 года в городе была учреждена новая Троицкая церковь. Для этого была использована старая Михаило-Архангельская церковь, ранее признанная ветхой и подлежащей сносу. Благодаря усилиям прихожан, не желавших разрушения старого храма, городское управление обратилось к Синоду, который постановил переосвятить храм во имя Святой Троицы.
В XX веке, в период советской власти, многие храмы подверглись закрытию и разрушению. Однако в начале XXI века началось возрождение духовной жизни в Таганроге. По благословению Архиепископа Ростовского и Новочеркасского Пантелеимона 8 июня 2003 года состоялась закладка и освящение места под строительство нового храма Святой Живоначальной Троицы. 25 мая 2004 года был установлен иконостас, а 30 мая 2004 года, в день Святой Троицы, было совершено первое богослужение — акафист Святой Живоначальной Троице. 3 июля 2004 года состоялось освящение храма с молитвой обновления.
Архитектурный проект нового храма был разработан архитектором С.Ю. Рябоштановым. Здание представляет собой традиционный православный храм с одним престолом, посвящённым Троице Живоначальной. Современный адрес храма — улица Чехова, 344/2.
