В селе Новотроевка, основанном во второй половине XVII века, никогда не было своей церкви. Жители обычно посещали храм в соседнем селе Плоское.

В начале нового века, с благословения архиепископа Белгородского и Старооскольского Иоанна, в Новотроевке было создано Архиерейское подворье Свято-Троицкого храма. Первоначально церковь разместили в деревянном доме, который был приспособлен для проведения служб.

В 2010 году здесь возвели двухэтажный келейный корпус с домовым Троицким храмом. Изначально подворье служило реабилитационным центром, но с 2015 года его передали женской монашеской общине.

Среди святынь храма находятся частица Животворящего Креста, подаренная Патриархом Феофилом, часть песчаника с горы Голгофы, встроенная в Крест, частица мощей священномученика Никодима Белгородского, а также икона с частью подрясника святого Иоанна Кронштадского.