Село Репенское на р. Репенке очень древнее. Первое упоминание о нём относится к 1389 году, великий князь Димитрий Донской завещал его своей супруге, Евдокии Дмитриевне.
Когда здесь впервые был построен храм, документальных свидетельств не сохранилось. Из старинной рукописи, некогда хранившейся в храме, явствовало, что «в поместном приказе, в приправочных Коломенских книгах 1572 года написано, храм Живоначальной Троицы, да тёплый храм Рождества пречистыя Богородицы, а на церковной земле двор попов, да двор дьячков, да двор просфирницы, да на церковной земле тринадцать мест дворовых, а полевые земли к той церкви меж церковной земле в тех приправочных книгах не написано» Впоследствии к деревянной Троицкой церкви пристроили придел Пророка Илии, упоминался в 1680 году. Позднее вокруг церкви выросла слобода, в которой селились преимущественно ямщики. Бывшее село слилось с городом, получив название Ямской слободы, и церковь стала называться Троицей на Ямках. В 1696 году на месте деревянного храма возвели каменный. Эта постройка в стиле московского барокко мало напоминала ныне существующий Троицкий храм. Она была пятиглавой, стены украшала резная кирпичная кладка, кровлю составляли несколько рядов кокошников. К западу от храма располагалась шатровая колокольня. Более всего изначальный Троицкий храм был похож на сохранившуюся до наших дней церковь Николы-на-Посаде. Позднее, перестраивая церковь, срубили кирпичную резьбу, верх четверика перекрыли сводом, а кокошники убрали. Сейчас храм венчается одной главой. В 1816 году колокольню с четвериком соединили тёплой трапезной, в которой восстановили древние престолы Илии пророка и Рождества Богородицы. Кроме того, как престольные праздники здесь издавна почитались день памяти святых мучеников Флора и Лавра, которым молились о сохранении лошадей, а также День всех святых, в земле Российской просиявших. Предполагается, что эти престолы были приставными в трапезной части храма. В день памяти святых Флора и Лавра жители Ямской слободы приводили к храму своих лошадей, празднично украшенных цветами, лентами и бубенцами. Служили водосвятный молебен и кропили животных. Для ямщицкой семьи лошади были кормилицами, для Ямской слободы самой жизнью. В советское время здание Троицкого храма использовалось как цех по изготовлению горчицы, хрена и крахмала, позже здесь была открыта реставрационная мастерская. Почти все фрески и росписи на стенах уничтожили, главный алтарь храма засыпали цементом и мусором. Разоренный и обветшавший храм передан Русской Православной Церкви в мае 1998 года, и сразу же началось его восстановление. 31 августа, в день памяти святых Флора и Лавра, в Ильинском приделе совершена первая Божественная литургия. В ноябре 1998 года открылась воскресная школа. Перед Пасхой в 1999 году храму был подарен набор колоколов, отлитых в Воронеже, а в 2004 году ещё один 140-килограммовый колокол прибыл из Екатеринбурга. На сегодняшний день внешний облик Свято-Троицкого храма восстановлен полностью. Вокруг храма установлена кованая ограда. В 2004 году на месте разрушенной церковно-приходской школы была построена новая, в стенах которой работают воскресная, музыкальная школы, проходят городские школьные олимпиады. С 2005 года на базе школы преподавались курсы Основ Православной культуры для учителей юго-восточного региона Московской области. Внутри храма полностью восстановлена трапезная часть, главный алтарь украсился росписью в стиле XVI века.
