В 1642—1646 гг. в Купавне была построена деревянная церковь во имя Животворящей Троицы с приделом в честь Похвалы Пресвятой Богородицы. В дальнейшем деревянный Троицкий храм ремонтировался и расширялся.
Каменный храм был возведен в 1751 г. двухъярусным: вверху престол во имя Святой Троицы, внизу — в честь Печерской иконы Божией Матери. В 1842 г. к нижней части храма стараниями Илии Бабкина и Андрея Залогина были пристроены еще два придела: во имя пророка Божия Илии и святого апостола Андрея Первозванного. В ограде церкви стояла каменная часовня для отпевания усопших.
По новому проекту 1902 г. одноэтажные приделы надстраивались, а храм перекрывался единой крышей с пятиглавым завершением. В 1905 г. был освящен верхний правый придел в честь Владимирской иконы Божией Матери, а левый — в честь Покрова Пресвятой Богородицы. В ограде храма построили каменную богадельню. Иконостас в храме сохранялся с 1751 г. Церковь имела много икон и редких книг XVIII в., Триодь Цветную 1660 г., а Евангелие — 1745 г.
В 1921 г. церковная утварь изъяли «на голодающих», церковный сарай заняли пожарным депо, богадельню отобрали для здравотдела.
Настоятель храма, митрофорный протоиерей Димитрий Богоявленский и диакон Иосиф Сченснович были арестованы в 1937 г. и расстреляны.
В 1940 г. здание церкви передано Купавинской фабрике для переоборудования под рабочий клуб. Пять глав, венчавших храм, сводчатые перекрытия и колокольня были разобраны. Впоследствии в здании храма располагались гастроном и ресторан, спортзал; на кладбище был устроен каток.
Возрождение храма началось в 1991 г. В настоящее время реставрационно-восстановительные работы продолжаются. На территории храма имеется часовня великомученика Георгия.
