Первые письменные источники о Заворово относятся к XVI — XVII вв., когда здесь был государев погост с приходским деревянным храмом во имя Живоначальной Троицы. Вероятно, после польско-литовской интервенции в начале XVII в. деревянный храм был уничтожен и упоминается лишь церковная земля сельца Заворово.
Дошедшую до наших дней каменную одноглавую церковь с колокольней построил по благословению Святейшего Патриарха Московского и всея Руси Адриана дядька (воспитатель) царя Петра Алексеевича князь Михаил Никитич Львов в 1699 г.
Каменный храм построен, вероятно, на месте деревянной церкви Заворовского погоста (на возвышенности) на краю села: небольшой одноглавый одноапсидный храм из кирпича на белокаменном фундаменте построен в традиционном православном стиле приходских церквей конца XVII в.
При священнике Троицкого храма о. Петре в 1865 г. по благословению митрополита Московского и Коломенского Филарета (Дроздова) были пристроены два теплых придела во имя Владимирской Божией Матери (южный) и Святого Архистратига Михаила (северный).
Последний священник храма, Иоанн Владимирович Косинский, 26 февраля 1938 г. был расстрелян в селе Бутово Московской области, оставив матушку и восемь человек детей в возрасте от 3 до 22 лет. 7 мая 2003 года Архиерейский Собор Русской Православной Церкви принял решение о канонизации священномученика Иоанна Косинского, и причислил его к лику святых. Написана икона Священномученика Иоанна. Датой памяти святого считается день его мученической кончины – 26 февраля. И каждый год в этот день совершается торжественное богослужение.
Тогда Троицкий храм был закрыт, внутреннее убранство погибло.
В 1980-е гг. проведена реставрация фасадов.
28 ноября 1991 года здание было возвращено Русской Православной Церкви и стало использоваться по своему прямому назначению.