Двухпрестольный храм построен в 1794. Колокольня разрушена в 1960-е. Церковь осевой композиции, главным элементом которой является высокий двусветный кубовидный четверик под восьмигранным куполом на восьмигранном барабане. К нему примыкает сильно выступающая полукруглая апсида, с другой стороны – большая полуразрушенная трапезная, перекрытая зеркальным сводом. Грани основных объемов отделаны широкими лопатками под «руст». Оконные и дверные проемы арочной формы с наличниками «с утками» и замковым камнем. Памятник культовой архитектуры выполнен в ярко выраженных формах барокко.
С сайта «Объекты культурного наследия» Министерства культуры Республики Татарстан.
Приход возник в 1652 г. вместе с пригородом. Храм построен на средства прихожан.
Из книги «Республика Татарстан: Православные памятники (середина XVI — начало XX веков)» — Казань: Издательство «Фест», 1998.
Во всей красе предстал в октябрьские дни 2013 года обновленный храм в честь Пресвятой Троицы г. Новошешминска. К этому святому делу было приложено немало сил и средств администрацией города, ктиторов прихода Самилова Н. И. и Козловой М. И., ОАО «Татнефть», ОАО « Шешмаойл», агрофирмой «Кулон», ООО «Агротехцентр», другими организациями и частными лицами.
Освящение обновленного храма в честь Пресвятой Троицы состоялось 24 октября 2013 года. Чин освящения и служение первой Божественной литургии архиерейским чином в храме возглавил глава Татарстанской митрополии митрополит Казанский и Татарстан Анастасий. По завершении богослужения Владыка обратился с благодарностью ко всем тем, кто помогал восстанавливать храм.
С сайта Татарстанской митрополии (архив 2013 г)