История Троицкого храма началась в 1989 году, когда азовчане, посещавшие богослужения в Свято-Покровском храме села Кагальник и в храме святого великомученика Георгия Победоносца в селе Кулешовка, обратились в органы местной власти с просьбой открыть православный храм в городе Азове.
Разрешение было получено не сразу - для этого верующим пришлось ездить в Москву. В этом же, 1989 году, Азовский горисполком передал приходу небольшое здание под молитвенный дом, который находился на спуске к Азовскому морскому порту по улице Александра Невского, 15. В этом здании стали регулярно совершаться богослужения. Через некоторое время маленького здания молитвенного дома стало недостаточно для вмещения всех верующих. Приходским собранием было принято решение обратиться в Ростовское-на-Дону епархиальное управление о ходатайстве перед властями города Азова выделить земельный участок для нового храма.
18 августа 1989 года с прошением о выделении участка под строительство в Азовский горисполком обратились митрополит Ростовский и Новочеркасский Владимир (Сабодан), викарный епископ города Азова Сергий (Полеткин) и настоятель прихода протоиерей Александр Осяк.
25 августа 1989 года власти выделили земельный участок площадью 0,82 га, образованный за счет территории существующего сквера по переулку Павлова (угол улицы Ленинградской).
2 февраля 1990 года был построен домовой кирпичный храм. В этом же году рядом с ним началась подготовка к строительству большого Свято-Троицкого храма, который был заложен в 1991 году.
В 1995 г. несмотря на то, что строительство еще не было завершено, богослужения стали совершаться в новом храме. В 1997 году настоятелем храма был назначен протоиерей Сергий Бабенцев. При нем было закончено строительство колокольни, на которой установили колокола, отлитые в Воронеже; стены храма были обложены кирпичом; была проведена реконструкция и капитальное переоборудование всей церкви; покрыта листовой медью крыша; установлен резной пятиярусный иконостас; начата роспись храма; проведено благоустройство подворья.
Великое освящение храма было совершено в 2007 году архиепископом Ростовским и Новочеркасским Пантелеимоном (Долгановым).
