Первоначально на этом месте находилась деревянная кладбищенская церковь во имя Святой Троицы, построенная в 1770 году и приписанная к Одигитриевскому собору. С течением времени деревянное здание обветшало, и возникла необходимость в строительстве нового храма.
В 1798 году началось возведение каменного храма. Инициатором строительства выступил верхнеудинский купец Василий Пахолков, который пожертвовал значительные средства на это благое дело. После его смерти строительство продолжил и завершил купец Афанасий Налётов. К 1809 году храм был полностью построен и освящен.
Архитектурно храм представляет собой образец сибирского барокко с элементами классицизма. Здание выполнено из кирпича, имеет крестово-купольную форму с одной главой. Фасады украшены пилястрами и декоративными элементами, характерными для того периода. Интерьер храма отличается простотой и строгостью, что соответствует канонам православной архитектуры того времени.
В советский период храм, как и многие религиозные сооружения, был закрыт. Здание использовалось под различные хозяйственные нужды, что привело к утрате части внутреннего убранства и иконописи. Несмотря на это, основные конструктивные элементы и архитектурный облик храма сохранились.
С началом перестройки и изменением государственной политики в отношении религии в конце 1980-х годов начался процесс возвращения храмов Русской Православной Церкви. В 1990-х годах храм Живоначальной Троицы в Улан-Удэ был передан верующим. Благодаря усилиям прихожан и местных властей были проведены реставрационные работы, восстановлены купола и кресты, отреставрированы фасады и частично воссоздано внутреннее убранство.
В настоящее время храм является действующим. В нем регулярно проводятся богослужения, церковные таинства и обряды. При храме действует воскресная школа, где дети и взрослые изучают основы православной веры, церковную историю и традиции. Храм также активно участвует в социальной жизни города, оказывая помощь нуждающимся и организуя благотворительные мероприятия.
