Село Лекма возникло не позже XV века. До 1640-х годов на обширной территории вдоль рек Летки и Лекмы не было ни одной церкви. В 1641 году местные жители обратились к архимандриту Александру из Успенского монастыря с просьбой благословить строительство церкви. По царскому указу и разрешению митрополита Герапиона была выдана грамота с печатью патриарха Иосифа на строительство деревянной церкви. В 1646 году на погосте у реки Лекма уже стояла деревянная церковь Знамения Пресвятой Богородицы, но в 1673 году она сгорела. В 1678 году была построена новая деревянная церковь.

К середине XVIII века деревянная церковь обветшала. В 1769 году прихожане и священнослужители решили построить новый каменный храм во имя Троицы с приделом Знамения Богородицы. Строительство требовало значительных средств, которых в церковной казне не хватало, поэтому планировалось собирать деньги в Слободском уезде. Строительство затянулось до 1775 года, когда церковь была завершена и украшена. Указом от 14 июня 1775 года старая деревянная церковь была разобрана, а пригодный лес использован для церковной ограды. 21 июня придел был освящен, а в 1777 году в Троицком приделе установили иконостас. Слободской купец Леонтий Песяков внес значительные суммы на строительство.

В 1812 году священнослужители и староста храма обратились к епископу с просьбой разрешить использовать 250 рублей из церковной казны на ремонт. В 1840 году церковь была перекрыта, а местные жители помогали строительству, предоставляя материалы и транспорт. Контроль за работами осуществлял Егор Распопов. В 1855 году завершилось строительство колокольни.

По ведомости 1874 года в храме было два престола: летний во имя Святой Троицы и зимний во имя Знамения Богородицы. Церкви принадлежали две десятины усадебной земли и 66 десятин пахотной и сенокосной земли. Священнослужители пользовались только сенокосными угодьями, остальное отдавалось прихожанам. При церкви был деревянный дом, где жили священнослужители, а также амбар, погреб, конюшня, баня и амбар для хранения церковных вещей.

В 1875 году был рассмотрен проект расширения трапезной. 6 июля в село прибыли жители Слободского, включая Николая Распопова и Михаила Дряхлова. Расширение проводилось в несколько этапов: увеличили длину старой части, построили северную палатку и восьмерик на холодном храме. В одной из палаток разместили церковную канцелярию. В 1887 году священник Илья Томилов составил подробное описание церкви.

В 1903 году был разработан новый проект расширения храма, предполагавший создание двух приделов в теплой церкви и трехнефной структуры. За строительством следил архитектор И.А. Чарушин. В ходе работ проект изменился: вместо шатра над холодным храмом появился восьмигранный барабан. Средства на левый придел пожертвовали местные крестьяне, а правый строился на деньги другой жертвовательницы. Руководил инженерными работами мастер Рисман. Для отопления установили калориферные и голландские печи. После перестройки в церкви было три придела: главный Троицкий, правый Знаменский и левый в честь Святого Серафима Саровского.

В 1910 году оценка имущества церкви определила стоимость здания с иконостасами и колокольней в 20700 рублей. Из старинной утвари сохранился напрестольный крест. С образом Николая Чудотворца связано предание.

Территория храма была обнесена оградой с декоративными столбами. После 1917 года богослужения продолжались, но в 1936 году церковь закрыли, так как у общины было два молитвенных здания. Здание планировалось использовать под школу, а позже в нем разместилась ремонтная мастерская. Памятник не охраняется государством, но имеет историческое значение. Старая часть храма выполнена в стиле "петровского барокко" и относится к редким вятским памятникам. Колокольня отличалась декором в духе неоклассицизма. Трапезная, стилизованная под памятники XVIII века, органично дополнила композицию храма. Здание церкви доминирует над остальными постройками и имеет историческую ценность.