Laut den patriarchalischen Aufzeichnungen zahlte die Kirche der Schutzherrin der Heiligen Gottesmutter im Dorf Arbusowo, die im Besitz des Weihnachtsklosters war, im Jahr 1628 einen Tribut von einem Rubel und zwei Altyn mit Geld. Beim Bau der Kirche in Arbusowo geschah ein Wunder, das mit der Wahl des Standorts für ihren Bau verbunden war. Die Bewohner der umliegenden Dörfer wählten ursprünglich den höchsten Punkt der Umgebung, einen Hügel bei dem Dorf Pushnino mit schönem Ausblick, für den Bau der Kirche. Dort legten sie den Grundstein und ein Ikone der Schutzherrin der Heiligen Gottesmutter und hielten einen Gottesdienst ab. Doch am nächsten Morgen befanden sich der Stein und die Ikone auf wundersame Weise in Arbusowo, am Ufer des Flusses Iljinki. Sie wurden an den ursprünglich gewählten Ort zurückgebracht, aber am nächsten Tag waren sie wieder in Arbusowo. Nach der Wiederholung des Wunders wurde die Kirche in Arbusowo errichtet, als ob es eine göttliche Anweisung gewesen wäre. So entstand die Holzkirche, an deren Stelle jetzt die Steinkirche im Namen der Heiligen Dreifaltigkeit steht. Im Laufe der Zeit beschlossen die örtlichen Gutsbesitzer, Fjodor Ivanowitsch Aljabjew und Nikolai Alexandrowitsch Schipilow, die alte Kirche nicht zu reparieren, sondern eine neue Steinkirche im Namen der Heiligen Dreifaltigkeit mit Kapellen der Schutzherrin der Heiligen Gottesmutter und des heiligen Märtyrers Dimitrius von Thessaloniki zu bauen. Sie wandten sich an den Bischof Ksenofont, den regierenden Erzbischof von Wladimir und Suzdalen, mit der Bitte um Genehmigung zum Bau. Die Genehmigung wurde am 7. September 1805 erteilt, und im selben Jahr begann der Bau.

Der Bau der Steinkirche dauerte 24 Jahre. Aus dem Gesuch geht hervor, dass der Ziegel für den Bau direkt in Arbusowo gebrannt wurde. Alteingesessene behaupteten, dass der arbusowsche Ziegel sogar nach Moskau geliefert wurde. Der Haupttempel wurde länger gebaut als die Kapellen, in denen bereits vier Jahre nach Erhalt der Bauurkunde Gottesdienste stattfanden. Möglicherweise verzögerte sich der Bau des Haupttempels aufgrund der Komplexität oder wurde während des Krieges von 1812 unterbrochen, wie es damals oft der Fall war. Der Hauptaltar der Kirche im Namen der Heiligen Dreifaltigkeit wurde 1829 geweiht.

Die Kirche und der Friedhof sind von einem Metallzaun mit Steinsäulen und Toren umgeben. Nach der Oktoberrevolution begannen die Verfolgungen der Geistlichen der Dreifaltigkeitskirche. Im Jahr 1931 verbot der Oblastkomitee von Ivanovo das Glockenläuten, und der Rajonrat von Sobinsk begann sofort, diese Entscheidung umzusetzen. Doch dank der Bemühungen der Priester Alexander Tichonrawow und Wladimir Kutuzow sowie der Gemeindemitglieder konnte das Glockenläuten bis 1935 erhalten bleiben. Die Kirche blieb in der Umgebung aktiv. Seit den 1990er Jahren befindet sich in Arbusowo das Pfarreihaus des Wladimirer Uspenski-Knyagininsklosters.