Построен храм в 1842 году. Село Большие Сестрёнки, второе название села — Две Сестренки, Балашовского уезда Саратовской губернии относится к числу наиболее ранних русских поселений на левобережье Хопра, но точное время его возникновения неизвестно. По преданию, когда в начале XVIII века в этих местах появились три рослых брата-однодворца, впоследствии прозванных Великанами, здесь уже ютились кое-где наспех сколоченные хибарки и почти незаметные для постороннего глаза полуземлянки крестьян, бежавших из Орловской, Курской и других губерний. Вскоре здесь получили поместные наделы ряд дворян, закрепостивших беглецов, а потомство однодворцев Великановых со временем стало называться государственными крестьянами. Землями в этих местах владели помещик Вольдер, крупные землевладельцы Воскобойников, Ушаков и др. В XIX веке из этого большого селения выделилось значительное количество хозяйств, давших начало деревням Малые Сестрёнки, Лопатино, Немцово и Солонцовка.
Церковь каменная, с каменной же колокольней, построена в селе Большие Сестрёнки, ныне — Красная Звезда, в 1842 году тщанием прихожан. Храм двухпрестольный; главный престол, в холодной части храма, был освящен во имя Живоначальной Троицы, теплый придел был посвящен святому Архистратигу Божию Михаилу. В штате причта состояли священник, диакон и псаломщик, проживавшие в церковных домах. В селе были церковная и земская школы.
25 августа 1929 года органами ОГПУ был арестован настоятель храма с. Красная Звезда Ртищевского р-на Балашовского округа Нижне-Волжского края священник Василий Адоевский. 3 января 1930 года «за проведение антисоветской агитации» он был приговорен к высылке в Северный Край сроком на 3 года. После ссылки настоятеля, с февраля 1930 года, храм фактически не функционировал. В 1933 году храм был окончательно закрыт, здание было использовано под ремонтно-тракторную мастерскую Краснозвездинской МТС. Эксплуатация в советские годы храмового здания не по прямому назначению привела к тому, что на исходе XX века Троицкий храм оказался полуразрушенным.
Здание храма сохранилось лишь частично. На его фундаменте тщанием фермера С. П. Санинского построен новый храм, престол которого освящен во имя святого Архистратига Божия Михаила. При строительстве сохранившиеся фрагменты исторического храмового здания использовались как составные части нового храма.
