À l'emplacement de l'église se trouvait auparavant le fort de Surgut, fondé par des cosaques en 1594. On peut affirmer avec certitude que la première église à cet endroit a été construite à la fin du XVIe siècle. Dans le dernier quart du XVIIe siècle, les anciennes fortifications de la ville ont été remplacées par un double fort avec quatre tours, dans le mur duquel a été intégrée l'église de la Trinité.

Avec l'avancée de l'État russe vers l'est et le sud de la Sibérie, Surgut a perdu son importance militaire et politique. Le fort a progressivement décliné et au cours de la seconde moitié du XVIIIe siècle, il a été complètement démoli. Entre 1781 et 1801, à l'emplacement de l'ancienne église en bois de la Trinité, une église en briques a été construite avec des chapelles dédiées à l'Entrée de la Sainte Vierge et à Saint Nicolas le Thaumaturge. L'église a été fermée en 1930, son bâtiment a été utilisé comme entrepôt, puis démoli pour ses briques.

Aujourd'hui, à l'emplacement de l'église se trouve un mémorial à la gloire militaire. En 1995, une chapelle en briques de la Trinité a été construite ici.