В 1808 году на территории Ревды была возведена деревянная Троицкая часовня. Спустя три десятилетия, в 1838 году, часовня была преобразована в Свято-Троицкую единоверческую церковь. Этот храм, известный как старейший в Ревде, служил центром религиозной жизни местного населения. В 1931 году, в период антирелигиозной политики советского государства, храм был закрыт и впоследствии снесен.
В ноябре 1988 года, после десятилетий отсутствия православного храма в Ревде, было принято решение о строительстве новой Троицкой церкви. Строительство осуществлялось на средства, собранные местными жителями, и при активном участии добровольцев. Уже осенью 1989 года в новом каменном храме была отслужена первая литургия, что сделало его одним из первых вновь построенных храмов на Среднем Урале с 1920-х годов.
Архитектурно новый храм представляет собой каменное здание, сочетающее традиционные элементы православного зодчества с современными строительными технологиями. В 2013 году при Свято-Троицком храме был открыт первый епархиальный центр комплексной реабилитации для наркозависимых во имя святого великомученика Пантелеимона.