À l'emplacement de l'actuelle église de la Trinité se tenait autrefois une église en bois dédiée à Nicolas le Miracleux, qui, selon la tradition, existait déjà à l'époque de l'invasion tatare-mongole. En mémoire de cela, l'église de la Trinité de Norskoï était souvent appelée l'église de Nicolas. L'église en pierre au nom de la Sainte Trinité a été construite en 1745 grâce aux fonds des paroissiens et avec la participation active d'Ivan Afanassiev Asarov. Dans la salle à manger du temple se trouvaient deux chapelles : celle de la Vierge Marie de Vladimir et une chapelle chaude dédiée au prophète Élie.

En 1840, le temple a subi une reconstruction majeure, et en 1896, il a été considérablement agrandi et entièrement chauffé. Nicolas Konstantinovitch Prokhorov, propriétaire de la manufacture de Norskoï, a investi 17 000 roubles dans l'installation du chauffage. Après la reconstruction, la chapelle d'Élie a été consacrée au prophète Élie et à Nicolas le Miracleux. L'icône de Nicolas le Miracleux était particulièrement vénérée. Auparavant, le temple était rattaché à une église en bois de l'Assomption de la Vierge Marie dans le village d'Antsiferovo, construite en 1800.

L'église de la Trinité était également associée à une chapelle près de la manufacture. Les dimanches et les jours de fête, le son de ses cloches était entendu de loin, attirant des gens des villages environnants. Des prêtres éminents ont officié dans le temple, parmi lesquels Alexandre Ivanovitch Smirnov et son fils Dmitri Alexandrovitch. Le père Dmitri a été canonisé par l'Église orthodoxe russe en 2002, car pendant l'époque soviétique, il a été arrêté quatre fois et est mort en prison en 1940.

Dans les années 1930, l'église a été fermée et son bâtiment a été utilisé comme usine. Le temple a été décapité, les fresques ont été recouvertes, et un abandon régnait autour. En 1995, l'église de la Trinité, dépouillée de ses dômes et de ses croix, avec un clocher en ruine, a été transférée à l'Église orthodoxe russe. Déjà le 28 août, le prêtre Mikhaïl Mikhaïlovitch Peregoudov y a célébré le premier service. Au fil des ans, l'église s'est transformée : des croix ont été installées sur le nouveau dôme à cinq têtes, le clocher a été restauré, et les cloches ont été fondues à l'usine de Nicolas Chouvalov. Entre 2005 et 2006, une restauration des fresques conservées sur les voûtes du quatrième étage a été réalisée et les travaux de restauration de la chapelle de Nicolas dans la partie nord de la salle à manger ont été achevés.

Une chapelle a été rattachée au temple, créée à la fin du XXe siècle dans la rue Ouritski.