В селе Новотроевка, основанном во второй половине XVII века, своей церкви ранее никогда не было. Как правило, новотроевцы ходили в храм в соседнее – Плоское.
В начале нового века, по благословению архиепископа Белгородского и Старооскольского Иоанна, в Новотроевке создали Архиерейское подворье Свято-Троицкого храма. Поначалу церковь устроили в деревянном доме, приспособленном под службы.
В 2010 году здесь построили двухэтажный келейный корпус с домовым Троицким храмом. Изначально архиерейское подворье функционировало как реабилитационный центр, но с 2015 года его передали женской монашеской общине.
Среди святынь храма – Частица Животворящего Креста (дар Патриарха Феофила), часть песчаника горы Голгофы, вделанная в Крест, частица мощей священномученика Никодима Белгородского, а также икона с частью подрясника святого Иоанна Кронштадского.
