Село Байдеряково, известное с XVIII века, стало центром духовной жизни для окрестных поселений.
В 1900 году в селе была построена деревянная церковь во имя Святой Живоначальной Троицы. Инициатором строительства выступил местный помещик, который выделил средства и земельный участок для возведения храма. Архитектурный облик церкви соответствовал традиционным канонам деревянного зодчества того времени: здание имело продолговатую форму с пятигранной апсидой и колокольней, расположенной над притвором. Внутреннее убранство отличалось скромностью, но включало резной иконостас и несколько старинных икон, переданных из соседних приходов.
В период коллективизации и антирелигиозной политики советского государства, в 1937 году храм был закрыт, а его здание использовалось для хозяйственных нужд. Колокольня была разобрана, а внутреннее убранство утрачено. В последующие десятилетия здание церкви пришло в запустение и постепенно разрушалось.
В начале 1990-х годов, с изменением государственной политики в отношении религии, местные жители инициировали процесс восстановления храма. В 1993 году здание было возвращено Русской Православной Церкви, после чего начались реставрационные работы. Восстановление осуществлялось на средства прихожан и пожертвования благотворителей. В ходе работ были воссозданы колокольня, иконостас и внутреннее убранство храма.