Храм Троицы Живоначальной является самым древним из сохранившихся православных храмов в Старооскольском крае.
Храм Живоначальной Троицы был построен в Троицком мужском монастыре, расположенном в центре слободы Стрелецкой (ныне городская черта) в 1730 году. Церковь имеет два придела: в честь Казанской иконы Божией Матери и во имя Святителя Николая Чудотворца. Троицкая обитель была упразднена до 1764 года, и храм Живоначальной Троицы стал приходским.
В 1858 году к храму были пристроены дополнительные помещения. В состав его прихода входили слободы: Троицкая, Пушкарская и Стрелецкая.
В храме есть чтимая чудотворная Казанская икона Божией Матери. Рядом с храмом находится часовня в честь Казанской иконы Божией Матери, построенная предположительно в первой половине XIX века.
В советское время она использовалась как склад, а в 1994 году отремонтирована на средства прихожан. Храм является памятником архитектуры, соединившим в себе черты барокко и позднего классицизма.
2 января 2000 года архиепископ Белгородский и Старооскольский Иоанн совершил освящение храма и трех его престолов.
Древнейшей святыней Свято-Троицкого храма считалась и поныне остается Казанская икона Божией Матери. Она упоминается в старинных документах, в метрике 1887 года сказано о ней, как о чтимой чудотворной иконе: «Есть в церкви древняя особенно чтимая чудотворная Казанская икона Божией Матери. Богомладенца от времени не видно. На этой иконе находится весьма много серебряных привесок с различными изображениями».