Село Усть-Нем основано в 1638 году. Первый храм на территории села был освящен в 1678 году во имя Алексия человека Божия. Здание было деревянным и вскоре уничтожено пожаром. В XVII веке Усть-Нем являлся важным перекрестком торговых путей, что обусловило необходимость строительства более вместительного храма.
В XIX веке житель села Прокопий Габов обратился с прошением к императору Николаю I о содействии в строительстве нового храма. По высочайшему указу был возведен храм во имя Нерукотворного Образа Господня. Этот храм стал духовным центром села и окрестных поселений.
Современный храм Троицы Живоначальной в Усть-Неме относится к Сыктывкарской епархии Русской Православной Церкви. Храм входит в состав Усть-Куломского Восточного благочиннического округа. Богослужения совершаются на церковнославянском языке. Престольный праздник отмечается в день Святой Троицы.
В советский период храм, как и многие другие культовые сооружения, прекратил свою деятельность. Впоследствии здание было возвращено верующим. В настоящее время храм находится в процессе восстановления. Архитектурные особенности здания характерны для храмового строительства в Республике Коми.