El pueblo de Goleniщево, conocido desde 1406, entró en la historia de Rusia como la residencia del santo Cipriano, metropolitano de Moscú y Kiev, a finales del siglo XIV y principios del XV. Sin embargo, la iglesia aquí se menciona por primera vez solo en 1474 bajo el nombre de san Juan Evangelista. En el siglo XVII ya figura como un templo de madera en honor a la Trinidad Vivificante, lo que llevó a cambiar el nombre del pueblo a Troitskoye-Goleniщево. Para 1644 se construyó una iglesia de piedra con cúpula, a la que luego se añadieron un campanario, una sala de comidas y capillas en honor al mártir Agapio y al metropolitano Ionas. La construcción fue dirigida por Larion Ushakov según el proyecto del arquitecto Antipa Konstantinov, conocido por la creación del Palacio Terem en el Kremlin.

La iglesia en Troitskoye-Goleniщево fue construida en los últimos años de la edificación de templos con cúpulas en Rusia, ya que en 1653 el patriarca Nikon prohibió tal forma arquitectónica. El análogo más cercano del templo de la Trinidad es la iglesia de la Intercesión en Medvedkovo. La cúpula octogonal central está rodeada por dos cúpulas más pequeñas sobre las capillas; la cúpula central es lisa, mientras que las capillas están decoradas con falsas ventanas de oído. El cubo del volumen principal termina con kokoshniks en forma de quilla, y al oeste y al sur lo rodea una galería. En 1860, el campanario con cúpula fue reconstruido y trasladado al noroeste, y también se amplió la sala de comidas.

El templo de piedra de la Trinidad ha sobrevivido a dos pruebas serias. En 1812, durante la Guerra Patriótica, las tropas francesas lo convirtieron en un establo, y luego el edificio sufrió un incendio que destruyó muchas íconos. La segunda prueba comenzó después de 1939, cuando el templo fue cerrado por decisión de las autoridades locales. El iconostasio fue utilizado por Sergei Eisenstein en la película 'Iván el Terrible', y su destino posterior es desconocido. En el edificio se instaló un almacén de la tercera fábrica de cartón, y más tarde pasó a estar bajo la administración de Gosteleradio de la URSS. El primer servicio religioso después de un largo parón se celebró en Navidad de 1991. Poco después, el edificio fue entregado a la comunidad de creyentes y fue restaurado.