Первая деревянная Троицкая церковь была возведена в 1879 году, однако она оставалась приписной к Благовещенскому храму в селе Шестакова, приход которого охватывал и деревню Вагинскую, расположенную за рекой. О внешнем виде этого храма сведений не сохранилось. Архитектор М. В. Дружинин выделил место для строительства, и, вероятно, он же разработал проект или адаптировал один из типовых проектов, популярных в то время для сельских построек.

Отдельный приход был образован лишь в 1888 году. В то время в нем насчитывалось 160 дворов с населением более 1500 человек. 1 сентября 1887 года в селе открылась начальная земская школа, для которой церковный причт безвозмездно предоставил двухэтажный деревянный дом. Позже для школы построили отдельное здание, рассчитанное на обучение 20 мальчиков и 10 девочек.

К началу XX века возникла необходимость в строительстве нового каменного храма. Работы велись на средства прихожан, но из-за нехватки денег строительство затянулось. Ситуация улучшилась после назначения настоятелем священника М. С. Елабужского, который смог организовать дополнительные сборы и привлечь к пожертвованиям состоятельных жителей Слободского и Вятки. Церковь была освящена в канун 1912 года. Помимо главного Троицкого престола, в ней был придел во имя Нерукотворного образа Спасителя.

В первый год после освящения новой каменной церкви число прихожан превысило 2200 человек, а приход включал 41 селение. По данным на 1916 год, в селе было 3 двора церковнослужителей с 14 жителями, 29 крестьянских дворов с населением более 160 человек, земская одноклассная школа, волостное правление и фельдшерский пункт. Ликвидация села произошла в 1970-е годы в рамках программы укрупнения колхозов.

Вагино известно тем, что в начале 1760-х годов здесь, в семье черносошного крестьянина А. И. Анфилатова, родился известный предприниматель и меценат Ксенофонт Алексеевич Анфилатов. Он первым из русских купцов установил прямые торговые связи с США и основал в Слободском первый в российской провинции частный банк.

Церковь Троицы, выделяющаяся среди местных памятников, привлекает своим историко-эстетическим духом и возможностью преодоления трудностей для знакомства с ее архитектурными особенностями.

Храм представляет собой компактное четырехстолпное крестово-купольное здание центрического типа. Его силуэт, несмотря на утрату некоторых высотных элементов, выделяется доминирующим объемом светового барабана с граненым куполом и щипцовыми завершениями фасадов. С запада композицию дополняют нижний ярус колокольни и трапезная-переход. Архитектурно-декоративные формы тяготеют к русско-византийскому стилю. Кирпичные стены, изначально без отделки, сохраняют следы поздней побелки. Внутри стены и своды были оштукатурены, побелены и украшены лепным орнаментом.

Автор проекта не установлен, но стиль фасадов, характерный для начала XX века, указывает на И. А. Чарушина. Аналогичный храм, авторство которого подтверждено, сохранился в селе Заево.

Храм в плане представляет собой крупный квадрат с трапециевидными углами, образующими равноконечный греческий крест. Массивные пилоны поддерживают барабан, который снаружи имеет форму двенадцатигранника. Интерьер насыщен повторяющимися отсеками, ограниченными арками и сводами. Сохранились двухступенчатая солея с клиросами и трехъярусная рама иконостаса с фрагментами резьбы. Три дверных проема расположены по диагоналям плана. Восьмигранный притвор под колокольней дополнен прямоугольными помещениями. Глава храма, верхние ярусы колокольни и крыльцо утрачены.

Декор фасадов, хотя и соответствует общему стилю памятника, эклектичен. Стены барабана обработаны рустом, имитирующим византийскую кладку, и кокошниками сложного профиля. Верхняя часть стен украшена поребриком. Главные фасады прорезаны крупными окнами с арочными перемычками. Центральные проемы выделены по высоте и ширине. Карнизные скаты щипцов поддерживаются аркатурными лентами, а художественная обработка этих фрагментов выполнена наиболее выразительно.