Троицкая церковь, чаще именуемая Рязановской, была построена в юго-восточной части города на углу существовавшей тогда Сенной площади и Сибирского проспекта, ныне улица Куйбышева. Здание строилось с 1814 года по 1854 год на средства главы екатеринбургской старообрядческой общины купца Я.М. Рязанова.
Один из значительных в городе памятников классицизма, церковь имеет трёхчастную композицию: колокольня, трапезная, сам храм с полукруглой апсидой. Над храмовой частью возвышается массивный барабан, увенчанный куполом с полукруглыми люкарнами. По углам четверика установлены малые декоративные купола.
Центр боковых фасадов храмовой части выделяют входные четырехколонные портики ионического ордера с фронтонами. Люкарны в основании купола и кубикулы на его барабане вводят дополнительный масштаб, увязывая храм с окружающей застройкой. Главный западный вход устроен в основании колокольни и выделен на фасаде портиком с двумя пилястрами. Трехъярусная колокольня увенчана куполом.
Объемно-пространственная композиция здания начала развиваться из кубического объема старообрядческого молельного дома. Автор проекта М.П. Малахов не только органично вписал новые архитектурные элементы в уже существующий объем дома, но и решил инженерную задачу передачи нагрузки от купола на стены. Массивные пилоны, стоящие по углам храмового четверика, пристроены изнутри к ранее выложенным стенам.
В интерьере паруса зрительно опираются на пилоны, но не являются конструктивным элементом. На самом деле опорное кольцо барабана поддерживают подпружные арки, работающие здесь, как тромпы. Таким способом решена возникшая в процессе изменения архитектурной идеи задача перекрытия куполом прежде построенного молельного дома.
Построенная в 1850-1854 годах архитектором К.Г. Турским колокольня «не производит резкого диссонанса, но носит следы уже упадка николаевского времени, наивна разделка такого крупного сооружения филенками. Совсем худосочен портик входа из пилястр». Выполненные согласно последнему проекту боковые главки, так же, как и детали колокольни, несколько мелки по сравнению с величественным барабаном центрального купола.
В результате приспособления церкви под клуб в 1930-е годы памятник утратил купола и два верхних яруса колокольни. Существующие купольные завершения храма и колокольни, а также новая, не соответствующая масштабу храма алтарная апсида — результат некорректной реставрации и реконструкции памятника, проводившейся в 1990-е годы.
В интерьере здания зал трапезной перекрыт плоским подшивным потолком, закрытым в конце XX века ложным коробовым сводом. В самом храме сферический купол на декоративных парусах прорезан высокими окнами и ярусом люкарн. Украшающая интерьеры церкви утварь выполнена в конце XX — начале XXI веков.
