Построяването на храм „Света Троица“ става при драматични обстоятелства.

Според запазените писмени сведения той е изграден от жителите на северозападните покрайнини на Стара Загора – квартала „Гебран“. Там населението е българско, сред него хора от други народности и с друга вяра не живеят. В квартала се занимават главно със земеделие, отдалечени са от центъра на града и от кипящия търговски, занаятчийски и културен живот. Черкуват се в най-стария старозагорски храм – „Свети Димитър“. С течение на времето обаче кварталът нараства на запад и храм „Свети Димитър“ става все по-отдалечен. Освен това пътят към църковните сгради минава през турски махали, където богомолците често са притеснявани и унижавани. Ето защо християните от квартала решават да изградят свой храм.

Сведения за изграждането на храма ни оставят някои съвременници. Хаджи Господин Славов в своето „Хронологическо описание на по-важните и забележителни събития в град Стара Загора в черковно, училищно и общонародно отношение през ХІХ век“ съобщава, че

през 1861 г.,

след заточението на българските владици, общините от цялата страна излъчват свои представители, които да защитават техните интереси. Като представител на Старозагорската църковно-училищна община, на 20 май 1861 г. хаджи Господин Славов се озовава в Цариград, където издейства ферман, който узаконява изграждането на нов храм.

По това време жителите на трите западни махали на града: „Гибран“, „Ебни Айваз“ и „Джюнет“, вече са купили празно място за строежа. То се намирало на километър от конаците на влиятелния по това време Хаджи бей. Когато строежът започнал, синът му – Садък бей, тогава 20-25-годишен, събрал въоръжена тълпа турци и те

пребили зидарите и разрушили основите на храма.

Историкът Георги Димитров в труда си „Княжество България“ уточнява, че след отказа на местните власти да разрешат спора, българите от посочените западни махали изпращат П. Часовникаров, Ст. Митев и П. Чакъров в Пловдив; Бончо Марков и х. Желязко Стойнов – в Сливен, а Леко Николов – в Одрин, за да се жалват. Акцията води до желания резултат  – заповядано е да се подсигури изпълнението на фермана. За целта Къбръзлията (Кипъреца  – бел. ред.) Мехмед паша от Одрин телеграфирал на пловдивския мютесариф да изпрати един табор войници с два топа, като същевременно заповядал на сливенския мютесариф Нусерат паша да отиде в Стара Загора.

Хаджи Господин Славов разказва с патетични подробности какво разследване провежда Нусерат паша, как задържа и наказва част от виновниците, какъв е ефектът от неговата реч в турския конак. Тази реч дотолкова развълнувала мохамеданите, че някои от тях се отправили към мястото и започнали да събират разхвърляните строителни материали. Силно впечатление оставя у съвременниците обществената показност при възстановяване правата на българите за изграждане на църквата.

Бързата намеса на властите възстановява за известно време верската търпимост и гражданското равновесие и това позволява храмът да бъде завършен в началото на 1864 г. Този факт дава основание на хаджи Господин Славов да приеме, че храмът е построен през 1864 г. В спомените си Минко Минев и Атанас Илиев, а след тях и Димитър Илков – в книгата си „Принос към историята на Стара Загора“,

утвърждават годината 1963

и това е по-близо до истината, тъй като църковният строеж, независимо от драматичните събития, е започнат и завършен в основни линии през 1863 г. Поради това авторите на надписа, издялан върху камък над южната входна врата, също сочат годината 1863-а.

По „История на храм-паметника „Св. Троица“ и мавзолейкостница „19 юли 1877 г.“ от Недю Александров