В слободе Павловка действовала церковь во имя Святой Живоначальной Троицы, существовала богадельня, которую содержали жители слободы. Здание церкви было деревянное, время его постройки не установлено.
В 1884 г. было построено новое здание кирпичное, оштукатуренное снаружи, одноэтажное, приделы во имя Знамения и прп. Андрея Критского, одноглавое, покрытое железом, с прорезным железным крестом, с тремя престолами, окон 24, дверей 6, паперть закрытая.Здание храма отапливалось.
В одной связи с храмом стояла двухярусная колокольня, на ней 6 колоколов. При церкви находилось слободское кладбище. Одновременно с постройкой храма в 1884 г. был выполнен иконостас. Двуъярусный, золоченый, он состоял из 41 иконы, кроме того, по всему храму было еще 40 икон.
При храме имелась церковно-приходская школа.
Решением облисполкома от 3 марта 1910 года церковь в сл. Павловке была закрыта. В это время она использовалась под склад зерна.
После опубликования декрета СНК РСФСР от 23.01.1918 г. Троицкий храм продолжал действовать в соответствии с уставом и договоре заключенным с волисполкомом.
Согласно декрету ВЦИК от 23.02.1922 г. из храма изъято 27 предметов богослужебного значения.
В июле 1943 г. в Троицком храме возобновились богослужения, а 4 августа 1944 г. согласно заявлению прихожан была зарегистрирована его религиозная община. Священником был назначен Борис Воинов. Церковь обслуживала верующих сл. Павловки и четырех прилегающих хуторов. Службы совершались не только по воскресеньям и церковным праздникам, но и в обычные дни. Особенно много верующих посещало пасхальное богослужение — до тысячи человек. Десятки верующих обращались в храм за исполнением основных религиозных обрядов, больше всего крещений.
В октябре 1961 г. службы в храме прекратились из-за выбытия священника, перешедшего в другой приход.
26 января 1963 г. последовало решение облисполкома о снятии с регистрации общества верующих сл. Павловки как прекратившего свою деятельность. Обоянскому райисполкому разрешалось использовать церковное здание под складское помещение без переоборудования.
В конце 1960-х-1980-х гг. Троицкий храм числился как недействующий.
Возобновились службы в 1999 г.
Ансамбль Троицкой церкви с. Павловки в составе здания самого храма, здания церковно-приходской школы и ограды включен в «Список выявленных объектов культурного наследия, представляющих историческую, научную, художественную или иную культурную ценность».
