Каменная Свято-Троицкая церковь в Покровской слободе Саратовской губернии была заложена в далеком 1816 году. Храм построен тщанием самих прихожан. Колокольни у церкви первоначально не имелось, престол был один – в честь Живоначальной Троицы.

В 1850 году здание перестроили, и церковь стала трехпрестольной. Правый престол освящен во имя святой великомученицы Екатерины, левый – в честь Казанской иконы Божией Матери. Тогда же возвели каменные колокольню и ограду вокруг храма.

В 1859 году при храме открыли мужское училище, где детей учили письму и арифметике, в 1891 году – женскую школу грамоты, затем – церковно-приходскую школу. Покровский купец Николай Алексеевич Ухин (1836 – 1914) передал приходу один из своих домов, в котором была устроена женская второклассная школа. При Советской власти (в 30-е годы ХХ века) церковь закрыли, а колокольню и купола снесли. Оставшаяся часть здания постепенно разрушалась. Длительное время в здании Троицкой церкви располагались читальный зал и хранилища Центральной городской библиотеки. В одном из зданий храмового комплекса находилась также станция юных техников.

Только в 1990 году полуразрушенный храм снова стал собственностью православной общины. 25 марта 1992 года приходу передали здание, в котором ныне размещаются крестильня, храмовая библиотека, трапезная и подсобные помещения.

К тому времени степень износа здания составила 100 %, поэтому его фактически пришлось полностью перестраивать. В 1993 году заново отстроили купол, позже появилась колокольня.

Труды по восстановлению храма легли на плечи его первого настоятеля, приснопоминаемого протоиерея Александра Керимова.

7 декабря 1997 года, в день памяти святой великомученицы Екатерины, в Екатерининском приделе храма установили и освятили новый иконостас. А в 2004 году произошло важное событие для города и Свято-Троицкой церкви - из Воронежа привезли колокол (благовест) весом в 900 кг.

С января 2012 года на территории храма находится епархиальное управление Покровской епархии.