Торжественная закладка храма в Балакове состоялась 28 июля 1909 года. Строительство храма, начатое в 1910 году, было завершено к осени 1912-го года, в октябре подняли 17 колоколов. Строителем храма являлся, по сведениям местных историков, некий инженер Антонов, который работал под непосредственным наблюдением архитектора Федора Шехтеля. В течение 1912–1913 года Шехтель работал над завершением наружной отделки храма.
Участок для строительства церкви архитектор Шехтель выбрал на высоком берегу реки Балаковки, так, чтобы храм просматривался с Волги, где он замыкал перспективу обширной Амбарной площади. В разлив с Волги подходили пароходы и хлебные грузовые баржи к балаковской хлебной пристани, примыкающей к Амбарной площади. Храм стал доминантой многолюдной площади и оставлял у приезжих самые благоприятные впечатления о Балаково.
После перехода здания церкви к государственным властям председатель горсовета А. Карпухин в 1930 году посылает в Ленинград запрос о ценности здания. Из письма директора Центральных государственных реставрационных мастерских (ЦГРМ) И. Грабаря следует, что здание не является памятником архитектуры и не состоит на охране государства, но имеется приписка: «Среди имущества церкви представляет особую ценность иконная живопись, которая является памятником монументального искусства и находится в ведении Главнауки».
В 1930 году одновременно с разрушением всех церквей города разрушаются шатры центрального объема и колокольни Троицкого храма. Разобрана верхняя звонница, все апсиды, алтарная преграда. Со второго яруса колокольни сбросили знаменитый колокол. Он разбился, драгоценные осколки милиция собрала и куда-то вывезла. Сохранился акт осмотра здания Белокриницской церкви 1930 года с заключением: здание надлежит приспособить под городской театр. О судьбе приобретенных А. Мальцевым ценных древнерусских икон ничего не известно. Трагикомическая подробность: театр получил имя Чапаева. Здание было страшно изуродовано, алтарь превращен в сценическую коробку.
В 1989 году здание было официально передано Русской Православной Церкви. И с первых дней началось активное восстановление храма под руководством отца Анатолия Шумова, который отдавал этому делу все свои силы. В восстановлении церкви участвовало много людей: администрация города, специалисты и руководители многих организаций и предприятий, архитекторы, строители, художники, прихожане. Восстановление оказалось многотрудным делом, оно было связано с бесчисленными проблемами. Каждое помещение, конструкция, узел, материал требовало единственно достоверного решения.
В 1996 году восстановили шатер с главкой и крестом, затем звонницу колокольни. Было выполнено инженерное обследование несущих конструкций центрального шатра и выявлен разрыв стяжки основания барабана. Вес шатра с внутренним куполом составлял 220 тонн. Дальнейшее воссоздание было невозможно без обеспечения необходимой несущей способности конструкций. Проект Д. Голубинова ответа на эту проблему не давал. Были привлечены специалисты БИТТиУ В. А. Аридов и А.А. Землянский, которые выполнили расчет и рабочие чертежи по обеспечению несущей способности опорного кольца барабана. Пригодились здесь и первые предложения проекта Лилии Веселовой.
До полного завершения остается много работы — выполнение иконостаса, росписи храма по эскизам автора и изготовление мебели. Но уже сейчас можно сказать, что реконструкция приближается к замыслу великого зодчего Шехтеля. Храм, словно птица феникс, восстает из пепла.