Храм Троицы Живоначальной и Николая Чудотворца в городе Ливны является частью исторического церковного комплекса, формировавшегося с XVI века. Первое упоминание о храме, посвященном святому Николаю Чудотворцу, относится к 1615 году, где он описывается как деревянная церковь в Беломестной Казачьей слободе за рекой Сосной. В Переписной книге 1678 года отмечается сохранение Дмитриевской церкви после разорения города.
Троицкий собор в Ливнах был заложен в 1586 году одновременно с основанием города в праздник Святой Троицы. Первоначально деревянный, он неоднократно страдал от пожаров и вражеских набегов. В 1618 году собор был сожжен запорожским гетманом П. Конашевичем Сагайдачным. Впоследствии на его месте возводились новые храмы, включая кирпичную Троицкую церковь 1739 года с приделами Рождества Богородицы и святого Дмитрия Ростовского.
В начале XIX века Троицкий собор был перенесен в более престижную часть города и перестроен в стиле классицизма. Однако к началу XX века он утратил былое значение и был закрыт в 1930-х годах, а в 1950-1960-х годах окончательно разрушен. Современный храмовый комплекс, включающий церковь Николая Чудотворца, продолжает традиции духовной жизни города, восходящие к XVI-XVII векам.
Строительство каменных храмов в Ливнах началось в XVII веке, первым из которых стала Сергиевская церковь мужского монастыря (1664 год). Массовое каменное строительство развернулось после пожара 1774 года. В советский период большинство храмов было закрыто или разрушено, а их возрождение началось в конце XX века.