El fundamento de la futura iglesia fue establecido en septiembre de 1999 bajo el metropolitano de Nizhni Nóvgorod y Arzamas, Nicolás. Sin embargo, la construcción se detuvo prácticamente de inmediato por más de seis años. Con la llegada del nuevo líder a la diócesis de Nizhni Nóvgorod, el arzobispo Georgiy, los trabajos de construcción del templo en Zavolzhye se reanudaron. En julio de 2003 se creó una fundación benéfica sin fines de lucro para apoyar la parroquia de la iglesia de la Santísima Trinidad en Zavolzhye. El 7 de julio de 2003, en la reunión de los fundadores, se eligió el consejo de supervisión de la fundación. El 4 de abril de 2005, el arzobispo Georgiy realizó el rito de colocación de la primera piedra.

El proyecto del templo, basado en la iglesia parroquial en honor a la santa mártir gran duquesa Elizabeth, recientemente construida en el pueblo de Diveevo, fue significativamente revisado. Se aumentó la longitud de la iglesia, se cambiaron completamente el campanario, las terminaciones del templo y la decoración de las fachadas. La iglesia tiene dos altares: el superior en honor a la Santísima Trinidad y el inferior en honor al rey Constantino y su madre, la reina Elena. El estilo arquitectónico de la construcción es ruso-bizantino, con una composición volumétrica tipo "barco".

El 2 de diciembre de 2006, el arzobispo Georgiy bendijo las cruces para el templo, y la consagración del mismo tuvo lugar el 10 de julio de 2007.