Храм во имя Святой Живоначальной Троицы в селе Троицкое Сызранского района Самарской области был построен в период между 1728 и 1733 годами. Строительство осуществлено по инициативе помещицы Елизаветы Ивановны Дмитриевой, вдовы сызранского воеводы Якова Семёновича Дмитриева. Здание выполнено в стиле барокко, представляет собой одноглавый восьмерик на четверике с трёхъярусной колокольней.
Храм имеет три престола: главный освящён во имя Живоначальной Троицы, северный придел - во имя апостола и евангелиста Иоанна Богослова, южный - во имя Покрова Пресвятой Богородицы. Освящение приделов совершено в 1731 году игуменом Сызранского монастыря Корнилием, главного престола - в 1733 году сызранским протопопом Стефаном с благословения архиепископа Казанского и Свияжского Иллариона.
В клировой ведомости за 1901 год указано, что церковь имела 68 десятин земли, из которых 34 десятины были пожертвованы сызранским мещанином Александром Ивановичем Мельниковым в 1867 году. Причт состоял из священника, диакона, дьячка и псаломщика. В приходе действовала школа грамоты, содержавшаяся на церковные средства.
В 1930-х годах храм был закрыт. В разные периоды в здании размещались склад зерна, молокозавод, деревообрабатывающий цех и хранилище минеральных удобрений. Эти использования привели к частичному разрушению южного придела и ухудшению состояния стен. В 1991 году здание возвращено Русской Православной Церкви в аварийном состоянии.
После возвращения храма начались восстановительные работы. В 2000 году в храме возобновились богослужения. В 2008 году проведена замена креста и глав. В 1992 году здание церкви внесено в список объектов историко-культурного наследия Самарской области.
