Первое упоминание о религиозном сооружении в Сорвижах датируется 1678 годом, когда в писцовой книге упоминается Васильевская вотчина с погостом на Сорвижских горах, где находилась часовня. К 1727 году на этом месте уже существовала церковь во имя святого Власия (Василия), епископа Савватийского. В 1754 году на погосте действовали две деревянные церкви: холодная Алексеевская и тёплая Васильевская. Ветхая Васильевская церковь была разобрана в 1755 году и вновь выстроена, однако 1 февраля 1771 года она сгорела.
Строительство каменного храма во имя Святой Троицы началось летом 1782 года. Возведение здания было завершено к 1796 году, и в марте 1798 года был освящён первый боковой придел в честь святителя Василия Великого. В 1800 году, после завершения убранства трапезной, освятили второй придел во имя Тихона Амафунтского, и в этом же году была разобрана старая деревянная Алексеевская церковь. Главный престол Троицкого храма был освящён 20 июля 1808 года.
В начале XX века при церкви была открыта первая в волости Сорвижская библиотека. В 1904 году на колокольне храма был установлен механический звон, разработанный самоучкой-механиком Д. П. Иванцевым из Нолинского уезда. В 1916 году Сорвижский отдел Вятского епархиального братства Святителя и Чудотворца Николая организовал несколько кружков, включая библиотечный, который основал библиотеку-читальню при церковно-приходской школе.
