В 1903 году местные земледельцы и дачевладельцы на собственные средства построили первый храм на полустанке Сходня. Этот деревянный храм, освящённый во имя Святой Живоначальной Троицы, принадлежал приходу села Черкизово. Он не имел колокольни, и богослужения проводились только в тёплый сезон.
В 1907 году, благодаря пожертвованиям прихожан и финансовой поддержке купца Ивана Николаевича Проскурякова, был возведён тёплый придельный храм во имя святителя Николая Чудотворца. Однако в январе 1909 года деревянная Троицкая церковь полностью сгорела.
После пожара было принято решение о строительстве нового каменного храма на месте сгоревшего. Архитектором был выбран Флегонт Флегонтович Воскресенский, который выбрал для будущей церкви неорусский стиль, сочетающий в себе простоту и традицию. В 1910 году епископ Дмитровский Трифон (Туркестанов) совершил великое освящение храма.
В 1936 году, в период гонений на церковь, храм был закрыт и разорён. Здание использовалось сначала как склад, затем как кинотеатр, а в 1980-х годах в нём разместилась мастерская скульптуры.
В 1990 году началось возрождение храма. Указом митрополита Крутицкого и Коломенского Ювеналия настоятелем был назначен священник Николай Рыженков. Здание находилось в плачевном состоянии: отсутствовали купола, крыша протекала, пол был залит цементом и мраморной крошкой. После освобождения храма от прежних арендаторов начались восстановительные работы, и 14 декабря 1990 года состоялась первая Божественная литургия.
В 1996 году митрополит Ювеналий совершил чин великого освящения храма. В 2006 году было построено новое церковное здание, включающее крестильный храм в честь святого Иоанна Предтечи с баптистерием, помещения для воскресной школы, трапезную и комнаты отдыха для духовенства.
В 2010 году храм отметил своё столетие, и митрополит Ювеналий возглавил торжественное празднование этого события. В храме особо почитается блаженная Матрона Московская, которая последние годы жизни провела в Сходне. На территории храма построена часовня в её честь, освящённая 2 мая 2001 года.
В настоящее время храм полностью восстановлен и является важным духовным центром для жителей Сходни и окрестностей. При храме действует воскресная школа, издаётся приходская газета «Троицкое слово». Храм также хранит святыни, включая крест-мощевик с частицами, связанными с преподобным Серафимом Саровским, мироточивую икону святой благоверной княгини Анны Кашинской и икону блаженной Матроны с частицей мощей.