В густых лесах Белебея возникло полураскольническое село. Владельцами трёх медеплавильных заводов к северу от Белебея, Верхнетроицкого, Нижнетроицкого и Усень-Ивановского, были промышленники Осокины, которые оказали значительную материальную поддержку молодому поэту Г.Р. Державину. Эти заводы фактически составляли одно предприятие, так как не были самостоятельными в добыче руды и выплавке меди.

Верхнетроицкий завод был основан в 1752 году Иваном Гавриловичем Осокиным, который также построил каменный храм в 1753-1759 годах. Главный престол храма во имя Святой Троицы был освящён в 1759 году, что подтверждается храмозаветной грамотой, подписанной епископом Казанским и Свияжским Гавриилом. С 1760-х годов заводы перешли к племяннику основателя, Ивану Петровичу Осокину, который, вероятно, завершил обустройство церкви. В 1773-1774 годах заводы были разрушены пугачёвцами, но восстановлены к 1777 году.

Архитектура храма типична для времён первых Романовых: на двусветный кубический четверик установлен высокий вологодский восьмерик с тонкими полуколонками. Высокая шатровая колокольня выглядит как будто запоздавшая на столетие. Храм первоначально был украшен лепным декором, а нижняя часть, рустовкой. Пристроенные приделы и притворы исказили первоначальные формы храма, утопив колокольню в нижнем этаже. Храм является одним из древнейших в Уфимской епархии, наряду с храмом в селе Березовка, и признан выдающимся памятником архитектуры XVIII века. Свято-Троицкий храм расположен в живописном месте, с прудом на северной стороне, создающим красивый вид.

В 1837 году Осокины продали заводы промышленнику Дмитрию Егоровичу Бенардаки и исчезли с исторической сцены. Около 1850 года церковь была изменена: пристроен северный придел, фасады оштукатурены заново, утрачены лепные украшения. Боковые престолы посвящены Рождеству Христову и св. мч. Леониду. Пол в церкви выложен каменными плитами. Для преодоления раскола Бенардаки построил в 1855 году единоверческую деревянную Троицкую церковь, простоявшую до 1993 года. В 1864-1866 годах Верхнетроицкий завод был упразднён. В 1915 году на ремонт Троицкого храма Император Николай II пожертвовал «царскую тысячу».

В 1930-е годы обе Троицкие церкви были закрыты. Попытка опрокинуть трактором колокольню кирпичного храма оказалась неудачной. Храм полвека использовался как склад, кузница, миниэлектростанция, гараж и мастерские. Утрачены кровля, окна, двери, полы, штукатурка, появились трещины в стенах и выщербленный кирпич.

Церковь была возвращена верующим в 1991 году в полуразрушенном состоянии. На колокольне сохранился стаканчик с маковкой, обшитой металлом и увенчанной крестом, уникальный случай в епархии. Восстановительные работы начались в 1992 году, когда с открытием прихода возобновились регулярные службы. Над трапезной сделана двухскатная металлическая кровля, устранён пролом в стене северного придела, восстановлены окна и выполнены штукатурные работы. Службы проводятся зимой в северном приделе, летом, в главном храме. В 1994 году установлены 9 колоколов, в 1997 году, восьмерик над куполом.