Село Власово, ранее известное как Власовское-Покровское, в конце XVIII века находилось в собственности князя Петра Михайловича Голицына. В 1777 году на его средства была построена деревянная церковь в честь Покрова Пресвятой Богородицы. В 1865 году братья Иван и Никифор Костеревы, владельцы Мишеронского стеклянного завода, финансировали строительство нового каменного храма с колокольней и тремя престолами: главным во имя Живоначальной Троицы и приделами в трапезной — в честь Покрова Пресвятой Богородицы и святителя Николая Чудотворца.
Архитектура храма выполнена в эклектическом стиле с элементами русско-византийского направления. Вход украшен мозаикой, а двери имеют резьбу ручной работы. Внутри храма стены отделаны белым мрамором, своды окрашены в голубой цвет, а полы выложены гранитом.
В 1886 году при храме была открыта приходская школа, а в 1889 году — церковно-приходская школа для девочек. В начале 1920-х годов, несмотря на общие гонения на Русскую православную церковь, храм во Власове продолжал функционировать. Однако в 1930-е годы были арестованы священники Феодор Анисимов и Александр Крылов, с колокольни был сброшен колокол, а храм разграблен. В 1937 году были арестованы и расстреляны протоиерей Арсений Троицкий и священник Гавриил Хламов. Протодиакон Иван Шляхтин и диакон Василий Васильев-Собакин были отправлены в исправительные лагеря. Несмотря на эти трудности, богослужения продолжались.
В 1940 году, после трехлетнего перерыва, богослужения возобновились. Священник Василий Орлин, скрываясь под чужим именем после ареста, служил в храме с 1940 по 1975 год и способствовал возрождению прихода в сложные годы гонений.
К юбилею 2000-летия Рождества Христова в храме были проведены значительные реставрационные работы, направленные на сохранение и восстановление исторического облика церкви.
