Im Jahr 1872 gründete der bekannte Industrielle und Eisenbahnmagnat Pawel Grigorjewitsch von Derwies im Sokolniki-Kreuz eine Kinderklinik des heiligen Wladimir zum Gedenken an seinen Sohn Wladimir, der im Säuglingsalter starb. Der Krankenhauskomplex, entworfen von Professor R.A. Gedike und bestehend aus acht Gebäuden mit 180 Betten, wurde 1876 eröffnet. Auf Wunsch des Gründers waren 100 Plätze für die kostenlose Behandlung von Kindern aus einkommensschwachen Familien vorgesehen. In den Jahren 1881-1883 wurde nach dem Entwurf des Architekten A.P. Popow eine Kirche im Namen der Heiligen Dreifaltigkeit erbaut.

Der Tempel ist im neorussischen Stil gehalten, inspiriert von der Moskauer Kirchenarchitektur des 17. Jahrhunderts. Sein quadratischer Grundriss steht auf einem hohen Sockel und ist mit Kokoschniks und einer Kuppel auf dem Tambour geschmückt. Die Fassaden sind mit bemalten Kacheln dekoriert. Im Westen schließt sich ein Glockenturm mit einem Zeltdach an den quadratischen Grundriss an, und im Osten eine breite Altarapsis mit einer kleinen Kuppel. Die Innenräume der Kirche waren mit italienischem Marmor und verschiedenen Holzarten gestaltet, und die Ausstattung, die nach Entwürfen von Professor D.A. Grimm geschaffen wurde, wurde aus Lugano gebracht. In der Unterkirche befand sich die Familiengruft der von Derwies, in der Pawel Grigorjewitsch und seine Angehörigen beigesetzt sind.

Zu Beginn der 1920er Jahre wurde die Dreifaltigkeitskirche geschlossen, das Gebäude wurde als Wohnheim genutzt und verlor fast seine gesamte Innenausstattung. In den 1960er Jahren zerstörte ein Feuer die Reste der Innenräume, danach wurde hier eine Heizungsanlage des Russakow-Krankenhauses untergebracht, wie das ehemalige St. Wladimir-Krankenhaus in der Sowjetzeit genannt wurde. Die Fassaden litten unter dem Feuer und nachlässiger Behandlung, und die Kacheln wurden teilweise zerbrochen.

Die Wiederbelebung der Kirche der Heiligen Dreifaltigkeit begann 1994. Heute ist sie wieder geöffnet und fungiert als Hauskirche des Krankenhauses, dem der historische Name zurückgegeben wurde.