Каменный храм в селе Большебыково, построенный в 1805 году и освященный в честь Живоначальной Троицы, имел два придела: в честь Святителя Николая Чудотворца и Благоверного князя Александра Невского. В селе также существовал деревянный храм Покрова Пресвятой Богородицы, который не сохранился.

В 1932 году храм был закрыт и переоборудован под зернохранилище, а в 1937 году его колокольня была разрушена. В 1943 году храм вновь открылся и действовал до 1958 года. В 1988 году начался его ремонт с целью создания местного краеведческого музея, но под давлением местных жителей храм был возвращен верующим.

12 сентября 1990 года храм был заново освящен. В 2004 году началась реконструкция колокольни по старым фотографиям.