Храм во имя Живоначальной Троицы в селе Польцо Вачского района Нижегородской области был построен в 1894 году на средства купца Родиона Гавриловича Быкова, при участии местных жителей и благотворителей. Разрешение на строительство было получено 20 февраля 1891 года от архиепископа Владимирского и Суздальского Феогноста. Церковь возведена на возвышенном месте в центре села и освящена в том же году. Храм имел три престола: главный – во имя Живоначальной Троицы, придельные – во имя святителя Николая Чудотворца и пророка Осии.
Первоначально богослужения совершались клириками Троицкой церкви Зяблицкого Погоста. Среди служивших в храме священнослужителей известны имена викарных священников Петра Адлерова и Иоанна Целебровского, псаломщиков Алексея Виноградова, Покровского, диакона Лекторского. Впоследствии настоятелем был священник Владимир Соколов при псаломщике Леониде Орлове.
В 1920-е годы в приходе служил священник Алексей Сергиевский, сын священника Троицкой церкви села Казакова. Последним известным священником перед закрытием храма был Константин Васильевич Лебедев, рукоположенный в сан для служения в Польцкой церкви. 18 ноября 1937 года он был арестован по обвинению в «антисоветской агитации» и 26 декабря того же года расстрелян.
В годы советской власти храм был закрыт, церковное имущество разграблено, а здание заброшено. В начале 2000-х годов начались работы по восстановлению: прихожане расчистили помещение от мусора и организовали место для богослужений. В 2013 году была устроена крыша и установлены купола, 3 сентября того же года освящены кресты. 28 июля 2017 года освящен крест на колокольню. В настоящее время храм продолжает восстанавливаться, в нем совершаются богослужения.
