L'église de la Trinité à Kasimov est mentionnée pour la première fois dans les livres de cadastre du prince Pierre Voïekov en 1627. C'était une construction en bois avec une chapelle en l'honneur de Nicolas le Miracle-Faire, où étaient conservées de nombreuses icônes anciennes. Ces icônes étaient richement ornées, mais étaient surtout appréciées pour leurs propriétés miraculeuses. Le 27 septembre 1751, une autorisation a été obtenue pour construire un nouveau temple en remplacement de l'ancien, avec des chapelles en l'honneur de Sériev et de Nicolas. Déjà le 18 décembre 1752, le célèbre marchand Ivan Stepanov demandait à consacrer les chapelles dans l'église nouvellement construite.

Sur le parvis de l'église de la Trinité, il y a une inscription indiquant que la construction a commencé le 11 mai 1753 et que la consécration a eu lieu le 6 mai 1763. La deuxième chapelle de saint Serge a été consacrée le 7 mai de la même année, et le temple de la Sainte Trinité, le 10 septembre 1765. L'inscription indique également que le temple a été construit grâce aux efforts des marchands Alexandre Grigorievitch Polejaev et Nikita Semenovitch Verein avec le soutien des paroissiens. Il est important de noter que dans la ville, les marchands participaient activement à la construction des églises orthodoxes, et des paroissiens de toutes les classes faisaient des dons pour leur embellissement. En 1772, un clocher en pierre a été érigé, au deuxième étage duquel se trouvait une église en l'honneur de la Vierge Marie Odigitria de Smolensk. Le service divin n'y était célébré qu'une fois par an, le 28 juin. Parmi les monuments anciens de l'église se distinguait l'Évangile de 1644, qui, comme de nombreuses autres valeurs, a été confisqué en 1922. Le jour de la Pentecôte, une procession était organisée depuis la cathédrale vers le temple. L'église a été régulièrement embellie et décorée grâce aux paroissiens. Elle avait quatre autels : le principal en l'honneur de la Sainte Trinité, le droit en l'honneur de saint Nicolas le Miracle-Faire, le gauche en l'honneur de saint Serge de Radonège et au niveau moyen du clocher, en l'honneur de l'icône de Smolensk de la Vierge Marie. L'église a été fermée le 29 septembre 1938 et en 1954, elle a été louée à l'ORS de la direction de la carrière de Kasimov par décision du comité exécutif de la ville.

Les services divins dans le temple ont repris le 15 septembre 2002 après sa rénovation. Les chapelles sont en cours de restauration en l'honneur de l'icône de la Vierge Marie « Odigitria-Smolensk », de saint Nicolas le Miracle-Faire et de saint Serge de Radonège.

Le temple abrite les reliques du confesseur Serge de Kasimov, dont la mémoire est célébrée par un service divin solennel, constituant la fête du temple.