В 1702 году по приказу Петра I в Архангельск прибыли стрельцы и гайдуки, чтобы усилить гарнизон во время строительства Новодвинской крепости. Гарнизонные церкви простояли на своём месте 14 лет, пока полки не были перемещены на правый берег реки Кузнечихи, где находилась одноимённая деревня. Вместе с полками туда были перенесены и деревянные храмы.

Существует легенда, что современный архангельский микрорайон Кузнечиха, где сейчас стоит Троицкий храм, получил своё название от слободы кузнецов. Однако это не так. На самом деле название происходит от чудского слова «кузмеча», что означает «еловый лес». С начала XVIII века здесь находилось одно из воинских поселений Архангельска, обязательным элементом которых был церковный приход.

К 1745 году Троицкая и Богоявленская церкви сильно обветшали, и офицеры вместе с солдатами решили построить каменную церковь. Через два с небольшим года был возведён новый храм с тремя престолами: в честь Святой Троицы, Архистратига Михаила и Иоанна Предтечи. Спустя 14 лет местные служащие на свои средства начали строительство трёхъярусной колокольни.

Приход стал известен как Троицкая Кузнечевская церковь и на протяжении двух веков оставался военным. Даже после передачи храма в 1810 году Архангельской епархии, большинство прихожан составляли служащие гарнизона. Здесь хранились воинские реликвии и проводились полковые церемонии.

Среди жертвователей на строительство и содержание прихода был боярин и архангельский воевода Пётр Иванович Хованский, известный как Большой. Хотя он управлял двинскими землями задолго до строительства деревянных церквей, его вклад в жизнь прихода был значительным, и по завещанию он был похоронен у стен храма.

В советское время здание церкви использовалось как общежитие, мыловаренный завод, обувная фабрика и камнерезная мастерская. Лишь в конце 1950-х годов храм лишился главки и барабана, а у колокольни был разрушен верхний ярус.

В 1992 году полуразрушенный храм был возвращён Архангельской епархии, и через три года здесь возобновилась активная приходская жизнь.