Село Толгоболь имеет глубокие исторические корни, тесно связанные с Введенским Толгским монастырем. В 1623 году царь Михаил Фёдорович утвердил за монастырем владение селом Толгоболь вместе с прилегающими деревнями и пустошами. Согласно описям XVII века, в селе существовали две деревянные церкви: Троицкая и Никольская.
В 1755 году на средства прихожан был возведен зимний (малый) храм во имя Святой Живоначальной Троицы. Этот каменный храм стал важным центром духовной жизни местного населения. В 1775 году был построен летний (большой) храм во имя Покрова Пресвятой Богородицы, который впоследствии, в 1833 году, подвергся значительной перестройке.
Архитектурно Троицкий храм представляет собой образец русского церковного зодчества XVIII века. Здание выполнено из камня, что обеспечило его долговечность и сохранность на протяжении веков. Храм имеет традиционную для того времени композицию с основным объемом, увенчанным куполом, и пристроенной колокольней.
В конце XIX — начале XX века село Толгоболь являлось центром Толгобольской волости Ярославского уезда Ярославской губернии. В 1883 году в селе насчитывалось 89 дворов.
