Первое упоминание о церкви в селе Константиновка относится к периоду не позднее 1710 года, когда была построена деревянная Троицкая церковь. В 1786 году на её месте возвели новое деревянное здание храма.
В 1869 году было завершено строительство каменного храма Троицы Живоначальной, пришедшего на смену деревянной церкви. Архитектурный проект предусматривал создание просторного здания, соответствующего канонам эклектики с элементами русско-византийского стиля. В 1884 году к храму была пристроена каменная колокольня по проекту архитектора Пруссака. Проект также включал расширение церкви с устройством двух боковых пристроек-кладовых для продажи свечей и размещения церковного имущества. При освидетельствовании церкви в июле 1882 года архитектором Пруссаком было установлено, что здание возведено с отклонениями от первоначального плана: без каменных сводов и с пятью деревянными главами.
Согласно данным, старостой церкви с 1913 года являлся князь Борис Владимирович Гагарин.
В советский период храм был закрыт, и его здание использовалось не по назначению, что привело к утрате многих архитектурных и художественных элементов.
