Das Dorf Golubeja ist seit der Zeit der Wirren bekannt, und bereits im Jahr 1600 gab es dort einen Tempel. Laut Überlieferung wurde er von Kirill Naryshkin zu Ehren der Heiligen Athanasius und Kyrill, der Erzbischöfe von Alexandria, erbaut. Im 17. Jahrhundert gehörte das Dorf der Familie Tolotschanow, den boyarischen Kindern aus Brjansk, die durch den falschen Dmitri I. aufgestiegen waren, aber zu Beginn des 18. Jahrhunderts erlosch die Familie, und das Dorf ging an die Golizyn über.

Im Jahr 1776 errichteten die Fürsten Michail und Alexander Golizyn an der Stelle der alten Kirche eine neue Holzkirche, die am 18. Februar 1785 geweiht wurde. Nach 64 Jahren war sie baufällig, und 1844 begann, mit dem Segen des Bischofs von Orjol, Jewlampij, auf Kosten des Grafen Wassili Dmitrijewitsch Olsofjev der Bau einer neuen steinernen Kirche mit Glockenturm. In ihr wurden drei Altäre eingerichtet: der Hauptaltar zu Ehren der Heiligen Dreifaltigkeit, der südliche zu Ehren der Auferstehung Christi und der nördliche zu Ehren der Heiligen Athanasius und Kyrill. Im Jahr 1869 wurde die Kirche durch ein Feuer beschädigt, aber ohne wesentliche Änderungen in der Architektur wiederhergestellt.

Nach den Erinnerungen der alten Bewohner blieb die Kirche während der Verfolgungen der Russisch-Orthodoxen Kirche geöffnet, und die Gottesdienste wurden fortgesetzt. Die Dreifaltigkeitskirche ist eines der frühen Beispiele für den Kultbau im russischen Stil in Brjansk, das der Architektur des vor-mongolischen Russlands nachempfunden ist.

Die Kirche der Dreifaltigkeit befindet sich auf einem hohen Ufer der Desna im Zentrum des Dorfes und dominiert die umliegende Landschaft. Es handelt sich um eine quadratische, einschiffige Kirche mit vier Säulen und einer Kuppel. Im Westen schließt sich ein kleiner Vorraum mit Glockenturm an. Der Kubus des Saales wird von einem Lichtaufsatz auf Stützarkaden abgeschlossen und ist mit einer Kuppel und einem Kreuz gekrönt. Die steinerne Kirche steht auf einem hohen Sockel und ist mit dekorativen Elementen wie facettierten Halbsäulen, gestuften Gesimsen und einem keilförmigen Giebel geschmückt. Die Rahmen der Fenster und Türen sind aus unverputztem Ziegel gefertigt. Der Glockenturm hat die Form einer tiefen halbrunden Nische mit einer Balustrade. Die Dreifaltigkeitskirche ist ein originales Beispiel für den neu-russischen Stil des 19. Jahrhunderts in der Anfangsphase seiner Entwicklung.

Am 27. Juli 1986 wurde im nördlichen Seitenschiff der Kirche der Altar zu Ehren der Einführung in den Tempel der Heiligen Gottesmutter geweiht. Seit 2008 ist die Kirche das Heilige Dreifaltigkeits-Archieratsanwesen.