Каменный храм в селе Большебыково был построен в 1805 году, освящен во имя Живоначальной Троицы и имел два придела — во имя Святителя Николая Чудотворца и во имя Благоверного князя Александра Невского. В селе был построен также деревянный храм Покрова Пресвятой Богородицы, который не сохранился.
В 1932 году храм закрыт и превращен в зернохранилище. В 1937 году была разрушена колокольня. В 1943 году храм вновь был открыт и действовал до 1958 года. В 1988 году начат его ремонт — с целью размещения в нем местного краеведческого музея. Однако под давлением местных жителей, храм был возвращен верующим.
12 сентября 1990 года храм освящен заново. В 2004 году начата реконструкция колокольни (по старым фотографиям).
