Костел побудовано 1832 року на місці старого дерев’яного замка. В ХІХ столітті греко-католицький храм передали православній церкві, якій він належав аж до початку ХХ століття. У часи СРСР служіння припинилися, а будівлю віддали місцевому сокоморсному заводу. Приміщення храму використовували як промисловий цех. Тільки в 1990-х роках міська влада повернула костел греко-католицькій громаді. Суттєво зруйновану за довгі роки будову реконструювали, а всередині провели ремонтні роботи. Нині Троїцький костел є однією з найбільш знакових історичних і архітектурних пам’яток Браїлова.