Меценатом и попечителем строящейся церкви был мещанин П.И.Поздеев. В 1844 году строительство церкви было окончено, и в том же году она была освящена преосвященным Афанасием, епископом Томским. В 1858 году к центральному храму был пристроен придел в честь священномученика Харалампия Магнезийского, а в 1888 году - южный придел в честь великомученика Димитрия Солунского, почитающегося покровителем Сибири.

   27 сентября 1939 года горсовет издал распоряжение о закрытии Свято-Троицкой церкви. Здание храма было занято конторой автоколонны \"Сибтранс\" под гараж, а позже здание было передано Томскому хлебокомбинату под пекарню. В 1945 году храм был возвращен верующим. 15 февраля 1946 года, в праздник Сретения Господня, церковь была вновь освящена. Храм восстанавливался силами верующих. В конце 50-х начале 60-х годов настоятелем церкви являлся священник князь Константин Шаховской - основатель и руководитель кружка православной молодежи Томска. Сегодня при храме действует воскресная школа и библиотека.