История этой церкви уходит в далёкое прошлое. Согласно летописям, во время похода Ивана Грозного на Казань в 1552 году на берегу реки Иржи располагался четвёртый царский стан на Нижегородской земле, где царь возводил деревянные церкви. По преданию, именно здесь был построен каменный храм. Впоследствии на этом месте появились сёла Семёново, Четвертаково, Степаново, Туманово, Кузьмин усад, Водоватово и другие. В записях начала XVII века Арзамасской приказной избы упоминается село Семёновское, расположенное на Иржинском стане рядом со Старомосковским трактом. Если упоминается село, значит, там был храм.

Согласно ревизским сказкам, в начале XIX века село Семёново принадлежало Александру Родионовичу Сунгурову, а Четвертаково, Анне Петровне Колтовской и майору Петру Яковлевичу Андрееву. В середине XIX века владельцем Семёново стал князь Н.И. Енгалычев, а Четвертаково, Щербатов. В описях Арзамасского благочиния 1815 года указано: «В селе Семёновское и Четвертаково церковь Святой Троицы деревянная, на каменном фундаменте, построена в 1756 году. В приходе 126 дворов. Священник Фёдор Федотов».

Строительство каменного храма началось в 1815 году по проекту архитектора Коринфского в честь победы в Отечественной войне 1812 года. Инициаторами стали жители сёл Семёново и Четвертаково, а руководил работами князь Дудович. В 1839 году строительство завершилось, и главный престол был освящён в честь Пресвятой Живоначальной Троицы. Жители Четвертакова отмечали Рождество Богородицы как престольный праздник, поэтому левый придел освятили в её честь, а правый, в честь Преображения Господня и Иконы «Избавление от Бед Страждущих», которую привёз из Иерусалима мирянин Тарасов.

До середины XX века Семёново было волостным центром, и местный храм был известен всей округе. Он действовал до 1937 года, когда его последний священник Владимир Феофанович Силунский был расстрелян по приговору тройки при УНКВД СССР по Горьковской области 28 ноября 1937 года.

В 1941 году, незадолго до войны, были разрушены колокольня и зимняя церковь. Летний храм использовался колхозом «Заря» как хранилище. Икона «Избавление от бед Страждущих» находилась в церкви села Степаново, но позже была украдена, и её местонахождение неизвестно. В 1990-х годах сильный ветер сорвал крест с купола. Жители собрали средства на реставрацию и восстановили его, но спустя несколько лет пожар уничтожил купол.

В 2013 году жители сёл Семёново и Четвертакова решили возродить храм, расположенный между их сёлами. Информацию о нём пришлось собирать по крупицам, и подтверждение того, что он был построен по проекту Михаила Петровича Коринфского, стало важным вкладом в восстановление исторической памяти этих мест.