Приход храма Живоначальной Троицы в селе Чкаловское существует с 1625 года. Первоначально был построен каменный храм, который просуществовал до 1890 года. В середине XVIII века был установлен необычный, покрытый серебром иконостас с резьбой, изображающей складки тканей. В начале XIX века была построена новая апсида.
В 1930-х годах храм был закрыт, а его здание использовалось для различных нужд. В 1970-х годах началась реконструкция здания, завершившаяся в 1983 году. После этого помещения были заняты институтом геофизики, а затем инженерно-информационным центром. Только к 2000 году здание было возвращено верующим, и начались восстановительные работы.