Храм построен в 1706 г. на средства владельца села Алексея Ивановича Янова вместо деревянной церкви XV ст. Ярусная колокольня возведена в 1842 г., в 1846-1848 гг. пристроены приделы к трапезной. В 1932 г. во время грозы сгорел верх колокольни и упали колокола.
Село Большая Брембола, при речке Вертлянике, находится в 4 верстах от уездного города и в 122 –х от губернского. В XVII стол., по переписным книгам 1678 г., это село принадлежало разным помещикам: стольнику Ив. Ив. Релату, Як. Мак. Пятову, Ник. Вас. Вяземскому, Ф. Ив. Плохово, Иг. Сем. Чевкину, Мих. Ал. Сумарокову, Аф. Ив. Костерину и Ан. Тим. Чернцову.
Церковь в Б. Бремболе существовала в начале XVII в.; в патриарших окладных книгах 1628 г. она записана как церковь св. пророка Илии. В 1706 г. вместо бывшей деревянной церкви на средства вотчинника А. И. Янова построен существующий ныне каменный храм. Престолов в настоящее время в церкви три: в холодной — во имя Св. Живоначальной Троицы, в приделах теплых — в честь Покрова Божией Матери и св. пророка Илии. Утварью, ризницей, св. иконами и богослужебными книгами церковь снабжена достаточно. Из священных предметов древности в церкви сохраняются: напрестольный крест с 11 частицами св. мощей и Евангелие, печатанное в 1677 г., приложенное помещиком Яновым.
Церковные документы хранятся в целости: копии с метрических книг с 1780 г., исповедные росписи с 1829 г. Причта по штату положено: священник и псаломщик. На содержание их получается: процентов с причтового капитала 70 руб. с 1750 руб., от земли пахотной и сенокосной 135 руб., с хлебного сбора 30 руб., от служб и треб 210 руб., а всего 445 руб. в год. Для священника устроен общественный дом, псаломщик живет в собственном доме.
Земли при церкви усадебной 1 десятина 100 саж., пахотной 29 десятин 146 саж., сенокосной 5 десятин и неудобной 3 десятины 640 саж., а всего 39 десятин 482 саж. План на эту землю имеется. Приход состоит из села, сельца Словенова в 2 верстах от церкви и дер. Короткова в 2 верстах, в которых по клировым ведомостям числится 352 души муж. пола и 383 жен.; все православные.
Добронравов В. Г. «Историко-статистическое описание церквей и приходов Владимирской епархии». Выпуск 2, г. Владимир. Типо-Литография В. Паркова, 1895 г.
