Russische Weißemigranten, die im Exil lebten, begannen sofort mit dem Bau ihrer Kirchen, die für sie zu Orten der Anziehung und des Trostes wurden. 1925 wurde in Belgrad die erste weißemigrantische Kirche der Heiligen Dreifaltigkeit gegründet, die unter den Einheimischen als Russische Kirche bekannt ist.

Die Idee zum Bau der Kirche der Heiligen Dreifaltigkeit stammt von der russischen Kirchengemeinde in Belgrad, die im November 1920 von Protopresbyter Peter Belovidov gegründet wurde. In den frühen 1920er Jahren wurde Belgrad zum Zentrum der geistlichen und bürgerlichen Anziehung für die russischen Weißemigranten, die im Königreich der Serben, Kroaten und Slowenen lebten.

Die Grundsteinlegung der Kirche fand am 21. September 1924 statt, die Weihe am 4. Januar 1925. An der Zeremonie nahmen der Oberbefehlshaber der Russischen Armee, Baron Peter Nikolajewitsch Wrangel, und andere hochrangige Persönlichkeiten sowie geistliche und zivile Führer der russischen Weißemigranten teil.

Der Bau der Kirche der Heiligen Dreifaltigkeit wurde durch die finanzielle Unterstützung der serbischen Regierung ermöglicht. Der Vorsitzende des Ministerrats, Nikola Pašić, stellte 40.000 Dinar aus der Staatskasse zur Verfügung, und zwei Ziegelfabriken lieferten ihre Produkte kostenlos. Die Bauarbeiten wurden von dem herausragenden russischen Architekten Walerij Wladimirowitsch Stashewsky geleitet, der für seine Arbeiten im Russischen Kaiserreich und in Jugoslawien bekannt ist.

Der erste Pfarrer der Kirche wurde Peter Belovidov, der die Gemeinde bis zu seinem Tod im Jahr 1940 leitete. Ihm folgte der Priester Ioann Sokal, ein zukünftiger orthodoxer Bischof, der dieses Amt bis 1950 innehatte.

In der Dreifaltigkeitskirche dienten die serbischen Patriarchen Dimitrij und Varnava. Hier beteten zusammen mit den russischen Weißemigranten König Alexander I. Karađorđević, Königin Maria, Mitglieder der königlichen Familie, serbische Minister, ausländische Diplomaten und einfache Bürger der Stadt.

1929 wurde in der Kirche der Oberbefehlshaber der Russischen Armee und Führer der Weißen Bewegung, Peter Nikolajewitsch Wrangel, umgebettet, der ein Jahr zuvor in Brüssel gestorben war. Bis 1944 wurden in der Kirche die Fahnen der Russischen Kaiserlichen Armee sowie Trophäen Napoleons und osmanischer Truppen, die in vergangenen Jahrhunderten erbeutet wurden, aufbewahrt.

Vor dem Eintreffen der sowjetischen Armee und der Partisanen unter Tito verließen die russischen Weißemigranten massenhaft Jugoslawien, um sich vor der unvermeidlichen Vergeltung zu retten. Sie nahmen alle Fahnen mit, die in der Kirche aufbewahrt wurden. Die im Land verbliebenen Russen wurden Repressionen ausgesetzt, und die Kirche wurde im April 1945 in die Gemeinschaft mit dem Moskauer Patriarchat aufgenommen und unterstand dessen Aufsicht.

1946 erhielt die Kirche den Status eines Vorortes der Russischen Orthodoxen Kirche in Belgrad und war Teil der stavropigialen Pfarrei der russischen orthodoxen Gemeinden auf dem Territorium Jugoslawiens. 1954 wurde durch Beschluss des Heiligen Synods der Russischen Orthodoxen Kirche die Pfarrei aufgelöst, und alle ihr angehörenden Kirchen, mit Ausnahme der Dreifaltigkeitskirche in Belgrad und der ihr zugeordneten Iwer-Kapelle auf dem Russischen Friedhof, wurden der Jurisdiktion der Serbischen Orthodoxen Kirche übertragen.

1957 besuchte der Patriarch von Moskau und ganz Russland, Alexius I., den Vorort und feierte in der Kirche die Liturgie.

Die Kirche wurde im April 1999 durch einen Raketenangriff auf den Telekomplex während der Bombardierung Jugoslawiens schwer beschädigt, überstand jedoch den Angriff, und 2000 begann ihre Wiederherstellung. Am 25. März 2007 weihte Metropolit Kirill Gundjajew, der jetzige Patriarch der ROK, die wiederhergestellte Kirche. Seitdem ist die Kirche wieder für Besuche und Gottesdienste geöffnet und gehört zu den beliebtesten in Serbien.