Церковь Троицы Живоначальной, позже переименованная в Свято-Троицкий храм, была построена в 1770 году. Но уже в 1778 году было решено заменить деревянное здание каменным. Строительством нового храма руководили купцы В. Пахолков и А. Налетов. Свято-Троицкий храм имел два придела – главный и северный, это была третья каменная постройка в Улан-Удэ.
Церковь была приписана Одигитриевскому собору, богослужения в ней продолжались вплоть до 1940 года, когда большинство храмов были уже закрыты. Позже помещение Свято-Троицкого храма стали использовать как склад для кинотеатра, затем пристроили танцплощадку. В планах было создать в этом здании городской краеведческий музей, однако постепенно храм приходил в запустение и превращался в развалины.
Восстановительные работы начались только во времена перестройки, в 1988 году. Православно-патриотическая община Улан-Удэ совместно с организациями по охране памятников начала реставрировать Свято-Троицкий храм. В 1991 году он был передан в управление РПЦ, на сегодняшний момент является действующим храмом.