Церква Святої Трійці – це один з найстаріших діючих православних храмів у місті Велінград. У роки османського рабства турецькі влади не дозволяли болгарським християнам будувати храми, тому першу церкву на цьому місці побудували таким чином, що вона була майже повністю прихована під землею і не мала вікон. Однак пізніше, коли турки стали терпиміше ставитися до віросповіданням болгар, зростаюче населення міста прийняло рішення розширити підземну церкву. Над будівлею була зроблена невелика прибудова з дахом та вікнами.

На початку XIX століття велинградцы відчули необхідність у зведенні нової, великої базиліки. Вона була побудована на фундаменті старої кам'яної церкви в 1816 році (біля південного входу знаходиться пам'ятна плита з зазначенням часу будівництва). У відповідності з турецькими законами при храмі не було дзвіниці, вона з'явилася тільки після Звільнення, в 1878 році. Пізніше до будівлі було добудовано ганок.

Два ряди по чотири мармурових колон поділяють внутрішній простір базиліки на три нефи. Стіни і склепіння храму прикрашені розписами із зображеннями Ісуса Христа, православних святих і сцен із Священного Писання. У середині XX століття старий іконостас був замінений на новий – дерев'яний, різьблений.

У минулі роки храм був важливим духовним і просвітницьким центром, тому зараз він є не тільки архітектурним, але і значущим культурним пам'ятником міста Велінграду.