Храм Троицы Живоначальной является старейшим из сохранившихся православных храмов в Старооскольском крае. Он был построен в 1730 году в Троицком мужском монастыре, который находился в центре слободы Стрелецкой, ныне входящей в городскую черту. У церкви два придела: один посвящен Казанской иконе Божией Матери, другой, Святителю Николаю Чудотворцу. До 1764 года Троицкая обитель была упразднена, и храм стал приходским.

В 1858 году к храму добавили дополнительные помещения. В приход храма входили слободы Троицкая, Пушкарская и Стрелецкая. В храме хранится почитаемая чудотворная Казанская икона Божией Матери. Рядом с храмом расположена часовня в честь этой иконы, предположительно построенная в первой половине XIX века.

В советское время часовня использовалась как склад, но в 1994 году была отремонтирована на средства прихожан. Храм является памятником архитектуры, в котором сочетаются элементы барокко и позднего классицизма.

2 января 2000 года архиепископ Белгородский и Старооскольский Иоанн освятил храм и его три престола. Казанская икона Божией Матери, древнейшая святыня храма, упоминается в старинных документах. В метрике 1887 года говорится о ней как о чтимой чудотворной иконе: «В церкви есть древняя особенно чтимая чудотворная Казанская икона Божией Матери. Богомладенца от времени не видно. На этой иконе находится много серебряных привесок с различными изображениями».