Церковь Троицы Живоначальной в поселке Усть-Анзас была построена в период между 1879 и 1882 годами как миссионерский храм. Первоначально освящена в честь святых апостолов Петра и Павла, позднее переосвящена в честь Святой Троицы. Храм относился к числу деревянных церковных сооружений, характерных для сибирского церковного зодчества XIX века.
В дореволюционный период храм выполнял миссионерские функции среди местного населения. После 1917 года здание было национализировано и переоборудовано под школу. В советский период церковное здание пришло в аварийное состояние и было разобрано. Точная дата утраты первоначального храмового здания не установлена.
В 1990-х годах предпринимались попытки восстановления храма. Была начата работа по закладке нового фундамента, однако строительные работы не были завершены. В 2018 году зарегистрирована местная религиозная организация православного прихода храма Святой Троицы в Усть-Анзасе, что свидетельствует о возобновлении церковной жизни на приходе.
Согласно сообщениям 2023 года, имеются планы по восстановлению исторического храмового здания. Архитектурные особенности первоначальной постройки сохранились на фотографических материалах 1913 года, где запечатлен миссионерский стан с деревянным храмовым зданием.