Селение Билимбаевского завода лежит по западную сторону Урала, в 54 верстах от Екатеринбурга и в 26 верстах от станции Тарасково Пермь-Тюменской ж. д. Билимбаевский чугунно-плавильный завод построен сыновьями «именитого человека» Григория Дмитриевича Строганова, баронами Александром, Николаем и Сергеем, по указу Государственной Берг-коллегии, последовавшему от 15 июля 1730 года; достроен и в действие пущен в 1754 году. Рабочие на завод Строгановыми были взяты из своих вотчин, находившихся в Соликамском, Оханском и Пермском уездах.
Приход Билимбаевский образовался года через четыре после основания завода. Приход состоит из завода Билимбаевского и деревень: Битимки, Макаровой, Извязной, Коноваловой, Ялани, Мазиной, Черемши и Починка. Все население православное, жителей за 1900 год считалось 8704 души обоего пола, из них 5026 душ в самом Билимбаевском заводе. В дер. Макаровой и Коноваловой, кроме бывших заводских, живут и бывшие государственные крестьяне. Это первые поселенцы в названных деревнях. По словам местных старожилов, они выселены сюда были по распоряжению правительства из Кунгурского уезда для перевоза на пароме через реку Чусовую ехавших из европейской России в Сибирь и обратно. Средства к жизни жители Билимбаевского прихода приобретают работами при заводской домне, доставкой на заводы руды и угля, летом много народа уходит на приисковые работы.
Первая церковь в заводе, деревянная, во имя Богоявления Господня, заложена была в 1738 году, по благословенной грамоте Тобольского и Сибирского митрополита Антония I; освящена в 1742 году, по благословению Тобольского митрополита Арсения Мацеевича. В 1754 году для расширения церкви был устроен и в том же году освящен придел «во имя образа Пресвятые Богородицы явления Казанского». Но церковь эта со всеми иконами, книгами и церковной утварью в 1774 году, вскоре после удаления из Билимбая пугачевских шаек, сгорела, уцелела только колокольня, находившаяся вдали от церкви.
В 1775 году заложена была и в 1780 году освящена новая деревянная церковь во имя Богоявления же Господня, с пристроенным к ней в 1792 – 1793 годах приделом во имя св. благ. князя Александра Невского. Но и этот храм в 1796 году сгорел. Вместо него в 1801-1803 годах построена была во имя названного святого деревянная церковь на кладбище, служившая до 1843 года, когда, по ветхости, она была разобрана, а иконостас ее перенесен в построенную там же и во имя того же святого, на счет заводовладельцев, каменную часовню, существующую и поныне.
Теперешний храм в Билимбае каменный, 3-х престольный, построен на средства заводовладельцев, по благословенной грамоте Пермского епископа Иустина от 23 октября 1818 года Заложение всех трех приделов совершено в 1820 году протоиереем Карпинским: главного – во имя Св. Троицы, южного – во имя Богоявления Господня и северного – во имя Казанской иконы Божией Матери. Хотя постройка производилась под наблюдением «знающего архитектуру» заводского служителя, но, вероятно, вследствие спешности постройки каменный купол в 1823 году обрушился, и работы заводоуправлением были прекращены и возобновились только в 1835 году, через 12 лет. Прежде других был отстроен южный придел и 17 сентября 1837 года Екатеринбургским епископом Евлампием освящен; 5 ноября 1839 года тем же преосв. освящен храм во имя Св. Троицы, а северный придел освящен Екатеринбургским епископом Ионою 25 сентября 1855 года, т.е. через 35 лет после заложения.
Так как приделы храма строились в разное время и разными лицами, то иконостасы в них устроены различно. Как утварью, так и ризницей церковь снабжена достаточно. Из достопримечательностей можно указать на две местные иконы – Спасителя и Божией Матери, находящиеся в иконостасе Троицкого храма. Иконы эти, писанные на полотне по золотому фону учеником знаменитого Брюллова художником Поповым, уроженцем билимбаевским, в 50-х годов XIX века были куплены владельцем завода С.Г. Строгановым за весьма большую сумму – более 10 000 руб. и пожертвованы в Билимбаевскую церковь.
До 1873 года колокола висели на деревянной звоннице, находившейся около церкви. В этом году началась постройка на средства прихожан трехъярусной каменной колокольни и окончилась в 1879 году. Каменная ограда вокруг церкви сооружена на средства приходского попечительства в 1885 году.
В приходе 5 часовен: одна, упомянутая выше, каменная – на заводском кладбище и четыре деревянные – в приходских деревнях, построенные на средства местных жителей. При церкви имеются три деревянных дома для священников. Школа грамоты в дер. Ялани, с 1890 года, смешанная; помещение наемное.
Молитвенное здание было закрыто для богослужений перед самой Великой Отечественной. В советское время волна разрушений прокатилась по зданию. Оно было полностью переделано. В годы войны в храме располагался цех авиационного завода — именно здесь был собран первый российский истребитель. А в 1960-х годах храм переделали в дом культуры со всеми его составляющими.
В 1990-х годах здание вернули верующим, к этому времени оно уже было полуразрушено. Когда старинное здание возвратили общине, то первым делом «отрезали» центральное отопление. Решили местные власти, что община должна сам эту проблему решить. И храм стоит без отопления до сей поры. Стены покрылись трещинами во время сильных морозов. Прохудилась и постоянно протекает кровля. Зимой служат в нижнем приделе, с обогревателем, а летом переходят в верхний.
При всём существующем положении дел, здание Свято-Троицкого храма является памятником архитектуры.
