Le village de l'usine de Bilimbaï est situé à l'ouest de l'Oural, à 54 verstes d'Ekaterinbourg et à 26 verstes de la station Taraskovo sur la ligne de chemin de fer Perm-Tioumen. L'usine de fonderie de Bilimbaï a été fondée par les fils de Grigori Dmitrievitch Stroganov, les barons Alexandre, Nicolas et Serge, sur ordre de la Commission d'État des mines le 15 juillet 1730. L'usine a été achevée et a commencé à fonctionner en 1754. Les ouvriers pour l'usine ont été recrutés dans les domaines des Stroganov dans les districts de Solikamsk, Okhansk et Perm.

La paroisse de Bilimbaï a été créée quatre ans après la fondation de l'usine. Elle comprend l'usine elle-même et les villages : Bitimka, Makarova, Izviaznaïa, Konovalova, Yalan, Mazina, Tcheremcha et Pochinok. Tous les habitants de la paroisse sont orthodoxes, et en 1900, ils étaient au nombre de 8704, dont 5026 vivaient dans l'usine de Bilimbaï. Dans les villages de Makarova et Konovalova, en plus des anciens ouvriers de l'usine, vivaient d'anciens paysans d'État, déplacés ici du district de Kounour pour le transport à travers la rivière Tchousovaïa. Les habitants de la paroisse gagnent leur vie en travaillant à l'usine, en livrant du minerai et du charbon, et en été, beaucoup partent pour des travaux de prospection.

La première église de l'usine, en bois, a été fondée en 1738 et consacrée en 1742. En 1754, une chapelle a été aménagée en l'honneur de l'icône de la Mère de Dieu de Kazan, mais en 1774, l'église a brûlé, seule la cloche a survécu. En 1775, une nouvelle église en bois a été fondée, consacrée en 1780, mais elle a également brûlé en 1796. En remplacement, entre 1801 et 1803, une église en bois a été construite au cimetière, qui a servi jusqu'en 1843, lorsqu'elle a été démolie en raison de sa vétusté. À sa place, une chapelle en pierre a été construite.

L'église actuelle à Bilimbaï, en pierre et à trois autels, a été fondée en 1820. Cependant, en raison de la précipitation, le dôme s'est effondré en 1823, et la construction n'a repris qu'en 1835. La chapelle sud a été consacrée en 1837, le temple principal en 1839, et la chapelle nord en 1855. Les iconostases dans les chapelles diffèrent, et parmi les attractions de l'église, deux icônes peintes par un élève de Brioullov, achetées par S.G. Stroganov.

Jusqu'en 1873, les cloches pendaient à un clocher en bois, puis un clocher en pierre a été construit. Autour de l'église, une clôture en pierre a été érigée en 1885. La paroisse compte cinq chapelles : une en pierre et quatre en bois. L'église dispose de maisons pour les prêtres, et dans le village de Yalan, une école d'alphabétisation fonctionne depuis 1890.

Avant la Grande Guerre patriotique, l'église a été fermée. À l'époque soviétique, le bâtiment a subi des destructions et a été reconstruit. Pendant la guerre, il a abrité un atelier d'une usine aéronautique. Dans les années 1960, l'église a été transformée en maison de culture. Dans les années 1990, le bâtiment a été restitué aux croyants, mais il était dans un état semi-détruit. Le chauffage est absent, les murs sont fissurés, et le toit fuit. En hiver, les services se déroulent dans la chapelle inférieure avec un chauffage, en été, dans la supérieure. Malgré toutes les difficultés, le bâtiment de l'église de la Sainte-Trinité est un monument architectural.