История молитвенного дома восходит к началу XX века, когда в 1910 году в селе Вяземка был построен храм во имя Троицы Живоначальной. Архитектурные особенности храма отражали традиции православного храмового зодчества того времени. Однако в последующие десятилетия, в период антирелигиозной политики советского государства, храм был закрыт, и его здание подверглось разрушению. От первоначального сооружения сохранилась только колокольня, которая является памятником архитектуры и свидетельством религиозной истории села.
В 1994 году, в условиях возрождения религиозной жизни в России, в селе Вяземка был зарегистрирован Троицкий молитвенный дом. Он разместился в одноэтажном деревянном здании, расположенном недалеко от сохранившейся колокольни. Близ молитвенного дома была устроена открытая звонница под шатровой крышей, что соответствует традиционным формам православной архитектуры.