Das Gebiet, in dem sich das Dreifaltigkeitsanwesen befand, gehörte ursprünglich zum benachbarten Dorf Naprudnoje. Später ließen sich hier die Peryaslav-Jamshchiks nieder, und zu Beginn des 17. Jahrhunderts wurde das Land dem Dreifaltigkeits-Sergius-Kloster übergeben, was zur Gründung der Dreifaltigkeits-Schwarzen Sloboda führte. In dieser Sloboda wurde um 1631 eine hölzerne Kirche im Namen der Heiligen Dreifaltigkeit mit einer Kapelle der Heiligen Sergius und Nikon von Radonezh erbaut, was durch die Verbindung zum Kloster erklärt wird. Nach mehreren hölzernen Kirchen, die einander ablösten, wurde 1696 ein steinernes Gotteshaus errichtet. Doch auch dieses wurde nach dem Einsturz der Kuppel im Jahr 1726 umgebaut, wodurch die Kirche Elemente architektonischer Stile verschiedener Epochen annahm.

Die Speise- und der Hauptquadrat der Kirche sind mit Fenstern im Stil des Naryshkin-Barock geschmückt, mit Wellen und Kämmen. Der Achteck, der das Hauptgotteshaus krönt, wurde später, nach dem Einsturz der Kuppel, errichtet und im europäischen Barockstil ausgeführt: Die Fensterrahmen sind mit Rocaillen verziert, was ihnen noch mehr Pracht verleiht. Der achteckige obere Teil des Glockenturms wird von einem hohen Spitzdach gekrönt. Das Erscheinungsbild der Kirche hat sich danach kaum verändert, mit Ausnahme der Erweiterung der Speise im Jahr 1851 zur Schaffung einer Kapelle des Wladimir-Ikone der Gottesmutter.

Im 19. und zu Beginn des 20. Jahrhunderts befand sich im Dreifaltigkeitsanwesen die Residenz der Bischöfe der Moskauer Diözese. Von 1917 bis 1922 lebte hier Patriarch Tikhon, aber nach seiner Verhaftung wurde das Gebiet den "Erneuerern" übergeben. Doch sie dienten hier nicht lange: Ende der 1920er Jahre wurde die Dreifaltigkeitskirche geschlossen. Im Gebäude waren verschiedene Büros untergebracht, später ein Montagebüro. Seit Ende der 1970er Jahre wurde die Kirche von der Olympischen Allee aus sichtbar, nachdem der größte Teil der historischen Dreifaltigkeits-Sloboda mit ihren Holzhäusern abgerissen worden war. Später wurde der Tempel vom Moskauer Symphonieorchester genutzt. Trotz des Wechsels der Nutzer hat sich das Erscheinungsbild der Kirche insgesamt erhalten, in den Innenräumen blieb reiche barocke Ausstattung, Stuckkartuschen und Plaketten für Ikonen erhalten. Seit 1993 wurde das Gebiet schrittweise der Kirchengemeinde übergeben, und später wurde beim Tempel das Anwesen des Dreifaltigkeits-Sergius-Klosters wiederhergestellt.