История храма восходит к началу XVIII века, когда в 1710 году в окладных книгах впервые упоминается деревянная церковь, построенная на средства прихожан.Село Катино, ранее известное как деревня Катина, в то время входило в приход села Становое (Чурики).Со строительством собственной церкви оно получило название Троицкое.
Первоначальная деревянная церковь имела в своем распоряжении 10 четвертей пахотной земли и сенные покосы на 60 копен. В приход входили 65 дворов, включая 6 солдатских, 50 крестьянских и 5 нищих дворов, а также дома церковного причта. В 1837 году в связи с ветхостью здания была проведена замена кровли, а в 1844 году установлен новый резной иконостас и выполнена стенная живопись. Однако к 1860 году состояние церкви вновь стало неудовлетворительным, что зафиксировано в отчетах причта, где она характеризуется как «в прочности не благонадежною» .
В 1868 году, благодаря усилиям прихожан, на месте старой деревянной церкви была возведена новая каменная церковь в честь Святой Живоначальной Троицы с приделом во имя святителя Николая Чудотворца. Архитектурный облик храма отражает эклектичный стиль, характерный для церковного зодчества второй половины XIX века. Кирпичное здание отличается массивностью и выразительной композицией, включающей центральный купол и колокольню.
В 1873 году в приходе числилось 424 двора с населением 1727 мужчин и 1872 женщин. Церковный штат состоял из одного священника и двух псаломщиков. При храме действовали две земские школы: одна четырехкомплектная и одна двухкомплектная.
В период советской власти, начиная с 1937 года, церковь прекратила свою деятельность и постепенно пришла в запустение. Здание подверглось разрушению, утратив часть архитектурных элементов, включая купол и колокольню. Несмотря на это, основные конструкции храма сохранились, позволяя оценить его первоначальный облик.
В конце XX века начались попытки возрождения церковной жизни в селе Катино. 2 октября 2000 года был официально зарегистрирован приход новой церкви Троицы Живоначальной, расположенной в непосредственной близости от исторического здания. Новый храм был построен в начале 2000-х годов и в настоящее время является действующим, продолжая традиции духовной жизни, заложенные предшественниками .
