Храм расположен на месте ранее существовавшего мужского Троицкого монастыря, основанного еще при Борисе Годунове. Сначала Троицкая церковь была деревянной. Каменную двухэтажную построили в 1742 г., и несколько раз потом перестраивали и достраивали. Таким образом нижний храм стал зимним, а на втором этаже, в более просторном и светлом помещении, располагалась летняя церковь.
Церковь Троицы Живоначальной — один из древнейших храмов города Курска. При советской власти в 1940 г. он был закрыт, в начале Великой Отечественной войны была снята колокольня, на месте которой оборудовали пост ПВО. Во время немецкой оккупации храм был открыт для богослужений.
Храм продолжал действовать до 1961 г. В 1989 г. здание было отремонтировано, и в нем разместился планетарий. Первый этаж церкви возвратили епархии в 1992 г., второй — в 1995 г. В настоящее время храм имеет престолы Святой Троицы, преподобного Амвросия Оптинского, благоверных князей Бориса и Глеба в нижнем храме. Престол Святого Духа и святителя Николая Чудотворца в верхнем храме.
В 2015-2018 г.г. выполнены реставрационные работы по фасадам, фундаменту, главкам, радиально-криволинейной кровле, скатной кровле, козырькам.
