L'église de la Sainte Trinité a été érigée à l'emplacement de deux anciennes églises en bois, la Trinité et l'Épiphanie, grâce au financement des régiments de tireurs et de haïdouks qui protégeaient la forteresse de Novodvinsk. À l'origine, ces églises se trouvaient dans la forteresse sur l'île de Brovennik à l'embouchure de la Dvina du Nord. En 1716, après le transfert des régiments sur la rive de Kuznechikha, les églises en bois ont été démontées et déplacées à un nouvel endroit.

Le nouveau temple était à deux étages : au premier étage se trouvait l'église de la Trinité avec la chapelle de Jean-Baptiste, et au rez-de-chaussée, l'église de l'Épiphanie avec la chapelle de l'archange Michel. En 1761, un clocher a été ajouté au temple.

En 1810, le temple est passé de la gestion du bataillon à celle du diocèse, bien que la majorité des paroissiens restaient des militaires. Quatre drapeaux de régiment de l'époque de Pierre Ier y étaient conservés et des cérémonies militaires du garnison d'Arkhangelsk y étaient organisées.

À l'époque soviétique, l'église a été pillée, le dôme et le clocher partiellement détruits, et le bâtiment a successivement abrité une école de chauffeurs, un foyer pour travailleurs, ainsi que des usines de fabrication de savon et de taille de pierre. Le dernier recteur, le prêtre Nikolai Danilovich Rodimov, a été fusillé en 1938 et canonisé en 2006 en tant que nouveau martyr et confesseur russe.

En 1992, le temple a été restitué au diocèse d'Arkhangelsk, et en 1995, le premier service religieux a eu lieu. Un service social et caritatif fonctionne activement auprès du temple, et la restauration du bâtiment se poursuit.