Die Geschichte der Heiligen Dreifaltigkeitskirche war ursprünglich mit dramatischen Beziehungen zwischen den Altgläubigen und den Behörden verbunden. Wie B.M. Mescheryakov in "Historischen Aufzeichnungen über Kyschtym" anmerkt, wurde die Heilige Dreifaltigkeitsgemeinde offiziell als einheitlich anerkannt, das heißt, sie umfasste Gläubige, die zuvor vom orthodoxen Glauben abgefallen waren, sich aber entschieden hatten, in den Schoß der Orthodoxen Kirche zurückzukehren. Eine solche Kirche schützte die ehemaligen Altgläubigen vor Verfolgungen, die unter Nikolaus I. wieder auflebten, obwohl sich nicht alle Altgläubigen ihr anschlossen.

Die steinerne Kirche mit drei Altären wurde in den Jahren 1847-1849 auf Initiative der Fabrikanten Zotov erbaut, die selbst Altgläubige waren, aber die politische Bedeutung des neuen Tempels erkannten. Der Name des Architekten ist unbekannt; wahrscheinlich verwendeten die Zotovs einen Standardentwurf, da zu dieser Zeit in den Diözesen Empfehlungen zum Bau von Kirchen mit beigefügten Zeichnungen verschickt wurden.

Der einheitliche Status der Heiligen Dreifaltigkeitskirche zog nicht viele Gemeindemitglieder an. Im Jahr 1911 schrieb der Bischof von Jekaterinburg und Irbit, Mitrophan, nach einem Besuch der Kirche, dass die Gemeindemitglieder keine besondere Liebe zum Besuch des Tempels zeigten und der Dienst in solchen Gemeinden für das Klerus eine Heldentat sei. In der Gemeinde herrschten Meinungsverschiedenheiten aufgrund unterschiedlicher Bräuche.

In der Sowjetzeit wurde die Kirche, wie viele andere Kultstätten, zu Beginn der 1930er Jahre geschlossen, und das Gebäude wurde an ein mechanisches Werk übergeben. Im Jahr 1934 wurde hier ein Klub namens Kirov organisiert, in dem Sitzungen stattfanden und Filme gezeigt wurden. Später wurde im Klub ein Werkmuseum eingerichtet. Von der kirchlichen Ausstattung ist nichts erhalten geblieben, außer einer Gusseisenplatte mit dem Baujahr der Kirche, die jetzt im Museum des Kyschtymer Maschinenwerks aufbewahrt wird. Es gibt eine Legende, dass im Jahr 1935, als die Glocken abgenommen wurden, eine von ihnen ins Wasser rollte und bis heute auf dem Grund des Werksteichs liegt. Danach wurden die Kuppelzylinder demontiert, und die Kirche änderte ihr Aussehen.

Während des Großen Vaterländischen Krieges wurde der "Tempel-Club" zu einem Ort, von dem aus die Kyschtymer an die Front gingen. Hier fanden Abschiedsfeiern mit Soldatengitarre statt, nach denen die Freiwilligen zum Bahnhof gingen. Nach dem Krieg blieb der Klub ein Zentrum des kulturellen Lebens, hier fanden Tänze statt und kreative Gruppen arbeiteten. Die bekannte Schauspielerin Inga Oboldina erinnert sich, dass der Eingang zum Klub durch den ehemaligen Altar führte. Jetzt, beim Wiederaufbau der Kirche, bitten die Menschen gewissermaßen um Verzeihung dafür.