В 50-е годы XIX века в селе Самарское была построена деревянная церковь во имя Троицы Живоначальной. Церковь была однопрестольной, с пристроенной кирпичной колокольней. Колокола отливались гладкими, без надписей и изображений. Церковь была огорожена железной решетчатой оградой на кирпичном фундаменте. Внутри храма были захоронения священников: отца Стефания и отца Родиона.
К началу XX века в церковном причте служили два священника — отец Автаном Иванов и отец Фёдор Зайцев, а также псаломщик Алексей Башинский и дьякон Иоанн Иванов. Причт содержался на пожертвования прихожан.
В 1931–1932 годах, в период советской власти, церковь была снесена. Кирпичи от храма использовались для строительства сельской больницы. Единственным элементом, сохранившимся от церкви, была железная ограда, которая простояла до 1960-х годов XX века. На территории бывшего храма впоследствии была построена Самарская школа №1.
В 1991 году в селе был возрождён Свято-Троицкий приход. Для проведения богослужений было приспособлено здание бывшей заготконторы, где был открыт молитвенный дом.
В 1990-е годы было принято решение о строительстве нового кирпичного храма на месте бывшей церкви. Строительство велось на пожертвования прихожан. К 1998 году были возведены стены храма. В 2005 году состоялся крестный ход с Азовской иконой Божьей Матери в строящийся храм, приуроченный к 365-летию пребывания донских и запорожских казаков в Азове. Крестный ход завершился молебном у стен храма.
В 2007 году были установлены купола, выполнены окна, внутри храма произведена штукатурка и залиты бетонные полы. В апреле 2010 года в храме прошло первое Пасхальное богослужение, а с 7 апреля 2012 года начались регулярные службы. При храме работает воскресная школа.
Архитектурно, храм представляет собой трёхэтажное здание.
