Das Denkmal hat kein chronikalisches Datum. Die Kirche der Dreifaltigkeit wird erstmals im Jahr 1571 im Zusammenhang mit der Hochzeitszeremonie des Zarewitsch Iwan Iwanowitsch erwähnt. Von Ende der 1560er Jahre bis 1582 war der bekannte Komponist der Zeit Iwans des Schrecklichen, Fjodor Krjestjanin, Priester der Kathedrale.

Nach der polnisch-litauischen Intervention war sie eine von vier Kirchen, die am Hof des Zaren beschädigt wurden. Im Jahr 1641 wurde die leerstehende Kirche repariert und geweiht, neben ihr wurden neue „königliche Gemächer“, der hölzerne Teil des Palastes, errichtet. Im Jahr 1680 wurde die Kirche der Dreifaltigkeit in eine große Klostermensa umgebaut.

An der Westseite wurde ein zweisäuliger Saal mit einer Zeltdachglockenturm angebaut, das Kirchendach wurde mit einer oktogonalen Kuppel ergänzt, die Altäre wurden erweitert, und in der südöstlichen Ecke entstand ein neuer Altar des Fjodor Stratilat, der den alten im nordöstlichen Eck ersetzte. Nach Abschluss des Bauvorhabens wurde die Dreifaltigkeitskirche neu geweiht: Ihr Altar wurde in die benachbarte Pokrowskaja Kirche (heute Dreifaltigkeitskathedrale) verlegt, und der Altar der Kathedrale in die Dreifaltigkeitskirche.

Bis in die 1990er Jahre wurde das Datum der Zeltdach-Dreifaltigkeitskirche dem zweiten Bauzeitraum von Sloboda, der Zeit von Iwan IV. (von 1565 bis 1582), zugeordnet. Der Bau könnte vor der Ankunft des Schrecklichen begonnen haben, weshalb die 1560er oder 1570er Jahre angenommen wurden. Grundlage für dieses Datum war ihr Zeltdach, da die erste Zeltdachkirche die Kirche der Himmelfahrt in Kolomenskoye war, die in den Jahren 1529-1532 erbaut wurde. Auf dieser Grundlage konnte die Dreifaltigkeitskirche nicht dem ersten Bauzeitraum von Sloboda, den 1510er Jahren (der Zeit von Wassili III.), zugeordnet werden.

Dieses Datum blieb bis zu den Forschungen von W. W. Kawelmacher bestehen. In den 1980er und 1990er Jahren führte er umfangreiche Ausgrabungen und Sondierungen durch, die zeigten, dass die Pokrowskaja Kathedrale, die Dreifaltigkeitskirche, die Uspenskaja Kirche und die Kirche des Metropoliten Alexius (heute die Kreuzigungsglockenturm) in der Alexandrowskaja Sloboda in einem einzigen Bauzeitraum, den 1510er Jahren, erbaut wurden. Dies wurde auch durch weitere Forschungen von S. W. Sagrajewski, dem Sohn von Kawelmacher, bestätigt. Diese Version wurde jedoch bisher von anderen anerkannten Forschern nicht akzeptiert.

Somit kann angenommen werden, dass die Kirche der Dreifaltigkeit von Wassili III. in seiner Residenz erbaut wurde, die später von Iwan dem Schrecklichen geerbt wurde.

Laut einer der Hypothesen diente in der Pokrowskaja Kirche einer der ersten bekannten russischen Komponisten, Fjodor Krjestjanin, als Sänger.

Im 17. Jahrhundert war der Tempel von neuen Gebäuden umgeben und schien unter ihnen „versunken“ zu sein. Unter den Anbauten befand sich ein vierseitiger Zeltdachglockenturm mit einer Uhr, die die Zeit nach Sonnenaufgang und -untergang maß. Fragmente des alten Uhrmechanismus werden im örtlichen Museum aufbewahrt.

Im 18. und 19. Jahrhundert wurde die ehemalige Hofkirche zahlreichen Veränderungen unterzogen, die ihr ursprüngliches Erscheinungsbild verzerrten. In der Nordwand gab es tiefe Risse und Deformationen. Eine umfassende Restaurierung fand in den Jahren 1960-64 statt, während der die vierseitige Dachkonstruktion der Mensa und die Schindeldeckung des Zeltdaches wiederhergestellt wurden.

Im 16. Jahrhundert wurde der Tempel bemalt. Die Fresken sind hauptsächlich im Zeltdach erhalten geblieben, Fragmente wurden im mittleren Apsiden und an den Schrägen des westlichen Fensters gefunden. Im Jahr 1863 wurde auf Initiative der Kaufmannsfrau Sorina die alte Malerei durch eine neue ersetzt, und auch der Ikonostase wurde ersetzt.

Die Dreifaltigkeitskirche gehört zum Typ der Zeltdachkirchen, die der traditionellen Form nahekommt, mit drei Apsiden und einem quadratischen Raum, der mit einem horizontalen Zug abgeschlossen ist, mit Kokoschniks an den Kanten des Achtecks. Der alte Kern der Kirche umfasst die eigentliche Kirche, den doppelten weißen Steinsockel und die hintere staatliche Kammer. Unter dem Sockel befinden sich zwei tiefe Keller. Alle Räume, die sich über drei Etagen erstrecken, beginnend mit den Kellern, haben eine querliegende Ausrichtung und einen leicht gestreckten Grundriss. Die Hauptfassade des Gebäudes, die südliche, war zum Zentrum des Palastes von Wassili III. ausgerichtet.

Die Kirche und die Kammer stellen eine Kombination aus zwei sich durchdringenden Volumen unterschiedlicher Höhe und Konfiguration dar. Der Kirchenraum steht auf einem hohen weißen Steinsockel und ist mit einem weißen Steinkranz mit originalem Profil gekrönt. Der quadratische Raum und das Zeltdach sind mit ziegelartigen Nischen verziert.

Die Kirche der Dreifaltigkeit wurde aus Übermaßziegeln und weißem Stein auf Eichen- und Metallverbindungen, auf hochwertigem Kalkmörtel erbaut. Der Mauerwerksmix ist gemischt, und von Ebene zu Ebene verringert sich das Volumen des weißen Steins. In der dritten Ebene sind nur die staatliche Kammer und die drei altarischen Apsiden vollständig aus weißem Stein gemauert. In der Ausstattung der Kirche und des Altars überwiegt Ziegel. Die Sockel, Lisenen und Portale (nicht vollständig) sind aus weißem Stein gefertigt, die konstruktiven Elemente der Kränze und Kokoschniks sowie die Wandverkleidung bis zur halben Höhe im Innenraum. Die oberen Teile des Gebäudes sind fast vollständig aus Ziegel.

Die weißen Steintore der Kirche wurden von einem ausländischen Künstler gefertigt. Die südlichen und nördlichen Portale sowie das Portal des Altars von Fjodor Stratilat sind dreieckig; das westliche hat eine halbrunde Oberseite. Ein einzigartiges Merkmal der Architektur des 16. Jahrhunderts, die Arkaden unter der westlichen Wand, könnten das Grab eines Mitglieds der königlichen Familie sein.