Первая Троицкая церковь была построена в Бугуруслане в 1898 году, закрыта в 30-х годах ХХ века, а затем разрушена.

В 1992 году в Бугуруслане был вновь зарегистрирован приход в честь Святой Троицы. Настоятелем был назначен священник Вячеслав Горобец. Помощницей по храму была Базилевич Е.В. Была построена деревянная церковь.

В 2003 году была проведена смена настоятеля и церковь сгорела. В том же 2003 году на месте сгоревшей церкви было начато строительство каменной церкви в честь Святой Троицы. Строительством занимался настоятель прихода протоиерей Владимир Усынин.

В ноябре 2013 году был назначен новый настоятель архимандрит Симеон (Холодков), при котором продолжалось благоустройство храма.

В ноябре 2015 года по благословению преосвященнейшего Алексея, епископа Бузулукского и Сорочинского настоятелем служит иерей Максим Заико.