Первое упоминание о селе Болтино относится к 1572 году, когда оно значилось как дворцовое село, расположенное между селами Осташково и Пирогово на берегу реки Клязьмы. В это время в Болтино существовала деревянная церковь во имя Святой и Живоначальной Троицы с колокольней и одним престолом. Этот храм неоднократно возобновлялся, последняя его постройка датируется 1771 годом.
В 1863 году, по просьбе причта и прихожан села Болтино, Московская губернская строительная и дорожная комиссия рассмотрела проект на строительство каменной трехпрестольной церкви с колокольней. Проект был утвержден в январе 1864 года, и в летний строительный период того же года началось возведение нового храма. Строительство продолжалось до 1866 года, когда была завершена новая Свято-Троицкая церковь с приделами во имя преподобного Кирилла Белозерского и святого Алексия, человека Божия. Придел преподобного Кирилла был устроен в память о принадлежности приходских селений Кирилло-Белозерскому монастырю, поскольку сельцо Пирогово стало монастырским владением со второй половины XVI столетия.
Главными благотворителями Свято-Троицкого храма со времени постройки каменной церкви стали владельцы фабрики в селе Пирогово — семья Чернышевых. Их вклад включал не только финансирование строительства храма, но и организацию приходского училища и приходской смешанной богадельни в селе Болтино. В 1904 году стараниями Чернышевых в приходском сельце Свиноедково была построена приписная каменная церковь во имя Спаса Нерукотворного образа.
В 1932 году, в период гонений на церковь, Свято-Троицкий храм был закрыт, подвергнут разорению, а его главы разрушены. Здание использовалось не по назначению, что привело к его постепенному разрушению. Однако в 1990 году храм был возвращен верующим и начался процесс его восстановления.
Архитектурно Троицкий храм представляет собой каменное сооружение, выполненное в стиле, сочетающем элементы провинциального барокко и классицизма с отсылками к русской архитектуре XVII века. Храм имеет форму четверика под четырехскатной крышей, украшенной пятиглавием. Высокая колокольня, соединенная с храмом небольшой трапезной, придает сооружению торжественность и величественность, особенно учитывая его сельское окружение.
В настоящее время при храме действует воскресная школа, проводятся регулярные богослужения и церковные обряды. Троицкий храм в Болтино продолжает оставаться важным духовным и культурным центром для жителей деревни и окрестных населенных пунктов.
