Тюменские единоверцы просили власти выделить место для богослужений. Сохранились сведения, что они пытались забрать под единоверческую церковь каменный Успенский храм, принадлежавший ранее женскому монастырю. По данному прошению проведено разбирательство, в ходе которого выяснялось, что храм построен на средства прихожан, на тот момент не имел священника, но недавно был отремонтирован, и прихожане отказываются отдать его единоверцам.
В архивах хранится прошение о постройке каменной церкви. 23 мая 1844 года на средства прихожан заложили каменное здание церкви во имя Святой Живоначальной Троицы. Прихожанами храма стали старообрядцы, которые в конце XVIII века признали иерархическую юрисдикцию Московского патриархата, но сохранили старую обрядность и богослужение по старообрядческим книгам. В Тюмени единоверцами были известные купеческие семьи Колмаковых, Шапошниковых, Набоких, Соколовых, Миншутиных, Аверкиевых, Гилевых и многие другие.
У церкви было три придела: главный, для летнего богослужения – во имя Святой Живоначальной Троицы, и два для зимнего: с правой стороны трапезной – во имя Святителя Николая Чудотворца, с левой стороны – в честь иконы Пресвятой Богородицы «Всех скорбящих радость».
Первым осветили Никольский придел 10 февраля 1848 года, поэтому и вся церковь первоначально называлась «Градо-Тюменская единоверческая Никольская». Строительство всей церкви завершилось в 1850 году, однако обустройство центрального придела затянулось на целых десять лет. Его освятили 17 мая 1860 года, после чего вся церковь стала называться Свято-Троицкой. Богородице-Скорбящинский придел освятили лишь 15 мая 1886 года. Единоверческую церковь построили в лучших традициях провинциального барокко. Она стала настоящей жемчужиной архитектуры.
В 1857 году в церковном дворе построили каменную часовню, в которой устроили церковную лавку. Здесь стоял иконостас в 12 икон и в один ярус «медных икон малого размера», перед ним – восемь медных подсвечников и один деревянный.
Фотографы часто и охотно снимали эту церковь. На ее фоне в кадре постоянно оказывалась миниатюрная часовенка. Колокольня представляла собой вытянутое вверх сооружение. Поэтому чтобы сделать снимок всей церкви автору приходилось искать отдаленную точку съемки. Изображение часовни оказывалось, как правило, в мелком плане. Единоверческая церковь, по замыслу ее архитектора, удаленная от лицевой линии улицы вглубь квартала, была обнесена каменной оградой с металлическими решетками. Со стороны Царской улицы войти в здание можно было через ажурные каменные ворота, на четырех столбах которых покоилась арка в виде срезанного полуцилиндра. Рядом размещалась часовня. Слева и справа от ворот стояли одноэтажные каменные дома с характерным архитектурным почерком, присущим сооружениям торгового типа.
Весь этот квартал представлял собой единый и хорошо продуманный архитектурный ансамбль, завершающий центральную улицу старого города. Изящные формы и линии часовни, благоприятное впечатление от которых не искажала даже некоторая приземленность здания за счет излишней массивности купола, служили дополнительным штрихом к общей великолепной картине комплекса зданий – жемчужине сибирской архитектуры конца девятнадцатого столетия.
Церковный капитал 4098 руб. Штат: священник, диакон и два псаломщика. Священник получает жалованья 137 руб. 20 коп., диакон 68 руб. 60 коп., первый псаломщик 35 руб. 28 коп., второй 29 руб. 40 коп. Кружечных доходов получается причтом в год до 980 руб. Причт имеет капитал 6300 руб. Для причта имеются церковные дома. В приходе одна церковно-приходская одноклассная школа.
После Октябрьской революции в 1922 году церковные ценности конфисковали, число прихожан заметно уменьшилось, но богослужения проходили здесь до 1930 года. В это время здание передали под культурно-просветительские учреждения. Через два года, в стенах храма разместилась «кухня-фабрика» организации под названием Церабкооп. Внутри сложили русскую печь, установили две плиты и двенадцать котлов, оборудовали бродильный цех. Фабрика-кухня выпускала 1500-2000 обедов в день вплоть до 1960-х годов. В 1970-е на ее месте некоторое время располагался медвытрезвитель.
Потом бывшую церковь снесли – вместе с бывшим домом Гилевых и бывшим домом Вяткина. А построили девятиэтажный многоквартирный дом с магазином «Океан» на первом этаже. Старожилы города еще помнят, как в довоенное время в часовне уютно размещался киоск «Союзпечати».
С подробной историей места, на котором находилась церковь можно познакомиться в Литературно-краеведческом центре (ул. Первомайская, 14), где представлен макет квартала.