Die Dreifaltigkeitskirche in Vetluga wurde 1805 aus Stein mit einem steinernen Glockenturm und einer Umfriedung erbaut. Diese große Kirche zeichnete sich durch einzigartige Merkmale aus: Auf den Sockeln an den Ecken ihres Grundrisses waren Skulpturen der vier Evangelisten angebracht. Die Altäre der Kirche sind der Heiligen Dreifaltigkeit, dem heiligen Evangelisten Johannes dem Theologen und dem heiligen Theodosius, dem Wundertäter von Totma, gewidmet.

Der Vetluga-Kundschafter D.A. Markov schrieb in seiner Arbeit „Zur Geschichte der Stadt Vetluga“, die 1922 veröffentlicht wurde: „Einige Kilometer südlich der Dreifaltigkeitskirche stehen zwei Paare von Steinsäulen, die sich an dem Ort der ehemaligen zwei hölzernen Kirchen befinden, die durch das Feuer von 1840 zerstört wurden.“ Wahrscheinlich irrte er sich, da die hölzerne Auferstehungskirche wahrscheinlich bis 1859 existierte, bis die steinerne geweiht wurde. Es ist bekannt, dass am 22. April 1856 in der Auferstehungskirche von Vetluga der bekannte Philosoph und Schriftsteller Wasilij Rosanow getauft wurde, was durch einen Eintrag in den metrischen Büchern belegt ist.

Im Sommer 1890 erfasste ein Feuer fast die gesamte Stadt und beschädigte die Dreifaltigkeitskirche im Zentrum erheblich. Zu Beginn des 20. Jahrhunderts war die Stadt wiederhergestellt. Auf dem Dreifaltigkeitsplatz, dem Hauptmarkt, war es besonders samstags und an Markttagen belebt. Trotz der alltäglichen Sorgen vergaßen die Bewohner von Vetluga nicht das geistliche Leben.

Die Priester dienten lange Zeit in den Vetluga-Kirchen, und die Dreifaltigkeitskirche war keine Ausnahme. Viele Jahre lang dienten dort Wasilij Zarnizyn, Vater Nikolai Krylov und Wjatscheslaw Iljinski. 1935 verhängten die Behörden eine untragbare Steuer über die Kirche, die weder der Priester noch die Gemeindemitglieder bezahlen konnten, und die Kirche wurde geschlossen. Vater Wjatscheslaw wechselte zur Katharinenkirche, wo er bis zu seiner Verhaftung 1937 diente. In den Mauern der geschlossenen Kirche wurde zunächst ein städtisches Elektrizitätswerk untergebracht, später die Werkstätten einer Filiale des Werkes benannt nach Uljanow, später AO „Termal“.

Die Wiederbelebung der Kirche begann 1993. Im April wurde eine orthodoxe Gemeinde gegründet, und im September 1995 wurde ein Pfarrer für die Dreifaltigkeitskirche ernannt. Die Gottesdienste begannen im wiederhergestellten nördlichen Seitenschiff der Kirche, obwohl im Hauptschiff noch die Gießerei des Werkes arbeitete. 1996 wurde die schrittweise Umsiedlung des Werkes auf das Hauptgelände abgeschlossen.