Kościół został wybudowany w latach 1622-1631 przez księcia Henryka Wacława z Munsterbergów z inicjatywy Radcy bierutowskiego Ernesta Karniskiego. Jego budowniczym był Antoni Walter, który jednocześnie był pierwszą osobą pochowaną w obrębie kościoła po jego śmierci. Na dobrą sprawę budowy kościoła nigdy nie ukończono. Został postawiony na planie krzyża greckiego, co zresztą widać do dziś, z tą różnicą, że w kierunku zachodnim wydłużono go o jedno przęsło. U szczytu ścian przygotowano wsparcia pod murowane gotyckie sklepienia, co również bardzo dobrze widać współcześnie, jednak nigdy tych sklepień nie wykonano. Zdecydowano się przykryć go płaskim sufitem, nad którym wybudowano spadzisty dach kryty gontem. Miało być to rozwiązanie tymczasowe, ale przetrwało, aż do jego końca w latach 60. XX w. Uroczysta konsekracja kościoła miała miejsce w niedzielę Trójcy Św. 15 czerwca 1631 r.[2] Teoretycznie kościół miał być kościołem pogrzebowym, ale w praktyce stał się po prostu kolejnym kościołem miejskim. Wielokrotnie był nazywany kościołem polskim, gdyż odbywały się w nim także nabożeństwa w języku polskim. Podobno takiego określenia używano jeszcze na krótko przed II wojną światową[3].
Tymczasowy drewniany dach wielokrotnie poprawiano m.in w latach 1641-1642, kiedy to dobudowano drewnianą wieżyczkę z dzwonem. 31 maja 1931 r. świętowano uroczyście 300-lecie istnienia tego kościoła. Z tej też okazji został on generalnie odnowiony staraniem superintendenta Martina Sudergata.
Po stronie zachodniej na chórze muzycznym znajdowały się organy. Po stronie wschodniej znajdował się ołtarz w formie tryptyku. Pięć obrazów (centralny przedstawiający Ukrzyżowanie Pana Jezusa, oraz cztery znajdujące się w ruchomych skrzydłach: Pokłon Pasterzy, Modlitwa Chrystusa w Ogrójcu, Wniebowstąpienie i Zesłanie Ducha Świętego) składających się na niego po II wojnie światowej zostało wywiezionych do kościoła św. Macieja we Wrocławiu. Cztery obrazy zostały wkomponowane w postaci otwieranych skrzydeł w inny ołtarz, którego centrum stanowi płaskorzeźba przedstawiająca upadek Pana Jezusa pod krzyżem. Ołtarz z płaskorzeźbą i czterema obrazami był na wyposażeniu kościoła św. Macieja we Wrocławiu w latach 1963 - 2002. W 2002 trafił do dyspozycji kardynała Henryka Gulbinowicza, który przekazał go do opactwa w Henrykowie.[4]. W 2017 został oddany do dyspozycji Burmistrza Bierutowa i przekazany do renowacji, po której w 2018 trafił do nawy bocznej kościoła św. Katarzyny Aleksandryjskiej w Bierutowie. Centralny obraz z ołtarza kościoła św. Trójcy przedstawiający Ukrzyżowanie Pana Jezusa znajduje się nadal w kościele św. Macieja we Wrocławiu.
W kościele była też ambona i szereg epitafiów. Kościół, podobnie jak pięć pozostałych bierutowskich świątyń przetrwał wojnę w nienaruszonym stanie, chociaż sam Bierutów został poważnie zniszczony przez Armię Czerwoną. Od początku swojego istnienia był kościołem protestanckim, gdyż w chwili jego budowy taka religia obowiązywała w całym księstwie.
Po drugiej wojnie światowej zaczęto go dewastować, grabić i profanować. Na początku lat 60. XX w. wskutek tych działań zamakający i niszczejący dach zapadł się do środka. Wówczas jego pozostałości rozebrano i w takim stanie zachował się do dziś.
Teren wokół kościoła to bierutowski cmentarz, który istniał na długo przed jego wybudowaniem. W roku 2005 ówczesny Burmistrz Bierutowa Grzegorz Michalak rozpoczął działania, których celem miało być przywrócenie należnego szacunku temu miejscu pochówku kolejnych pokoleń Bierutowian, jak i obiektowi kościoła, który w formie trwałej zabezpieczonej ruiny miał służyć plenerowym imprezom o poważnym charakterze, czekając w ten sposób na moment, kiedy zostanie odbudowany. Kościół został oczyszczony z porastających go wewnątrz i na koronie murów drzew. Ustawiono pamiątkowy obelisk oraz krzyż. Usunięto także piaskownice i zabawki znajdujące się na terenie było cmentarza. W ramach obelisku utworzono lapidarium składające się z zachowanych fragmentów przedwojennych nagrobków.
Treść inskrypcji na pamiątkowej tablicy: KOŚCIÓŁ POD WEZWANIEM ŚW. TRÓJCY wzniesiony w latach 1622-1631 otaczający go teren to dawna nekropolia będąca przez kilka stuleci miejscem grzebania kolejnych pokoleń bierutowian, dziś pamięć o tym cmentarzu jest wspomnieniem ludzi, którzy swoim życiem tworzyli historię tego miasta. Stojąc tu winniśmy oddać należny szacunek dla miejsca wiecznego spoczynku tych osób, teraz i w przyszłości. Urząd Miasta i Gminy w Bierutowie A.D. 2005.