Строительство храма было завершено в 1731 году по инициативе Екатерины Ивановны Дмитриевой, вдовы сызранского воеводы Якова Семёновича Дмитриева. Архитектурный облик храма соответствует стилю провинциального барокко, характерного для первой половины XVIII века. Здание построено из кирпича, имеет трёхчастную композицию с основным объёмом, трапезной и колокольней. Фасады украшены пилястрами и декоративными элементами, а окна оформлены наличниками с килевидными завершениями.
Внутреннее убранство храма включало трёхъярусный иконостас с иконами, выполненными в традициях академической живописи. Центральный престол был освящён во имя Живоначальной Троицы, а в приделах располагались алтари в честь Покрова Пресвятой Богородицы и апостола и евангелиста Иоанна Богослова. При храме действовала церковно-приходская школа, основанная в 1897 году.
После революционных событий 1917 года и установления советской власти храм продолжал функционировать до начала 1930-х годов. В этот период он был закрыт, а здание использовалось для различных хозяйственных нужд, включая молокозавод и склад удобрений. Во время Великой Отечественной войны храм не использовался по назначению, и его состояние постепенно ухудшалось. В 2007 году в результате сильной грозы и штормового ветра с колокольни упала глава и кресты. В последующие годы были проведены работы по восстановлению храма, включая установку новых крестов и глав. В настоящее время храм вновь открыт для богослужений и является действующим приходом Русской Православной Церкви.
