Здание церкви во имя Пресвятой Живоначальной Троицы было построено в селе Шелокша Нижегородского уезда в 1839 году на средства прихожан, возможно на месте ранее существовавшей церкви.
Первоначально в церкви было два престола – во имя Смоленской иконы Божией матери «Одигитрия» (в правом пределе), освященный в 1835 году, и во имя Преподобного Сергия Радонежского Чудотворца (в левом пределе), освященный в 1838 году. Престол во имя Пресвятой Живоначальной Троицы освящен в 1844 году.
Церковь работала как приходская до 1935 года. После закрытия здание церкви было разграблено и сильно разрушено, уничтожена полностью колокольня. Храм приспособлен под склад сельскохозяйственных удобрений, от которых было сильно попорчено и само здание, и настенная живопись храма.
В 1995 году церковь была передана в пользование общине верующих. В 1999 — 2012 году силами прихожан и жертвователей в храме восстановлены стены, крыша, купола, пол, окна, двери, восстановилась приходская жизнь храма, возобновились постоянные богослужения.
В 2012-2015 году была создана храмовая икона в честь Пресвятой Живоначальной Троицы, поставлен и освящен поклонный крест перед въездом в село. Немалые ремонтные работы сделаны внутри храма: выложена напольная плитка в теплой части храма, произведен косметический ремонт в правом приделе, закуплен и привезен кирпич для восстановления колокольни, установлен новый иконостас, обновлено внутреннее убранство (иконы, подсвечники, утварь, мебель и др.).
Построен приходской дом священника. В храме действует воскресная школа.
В 2019 году в Троицком храме села Шелокша состоялось освящение восьми колоколов. Два колокола годом ранее были найдены в храме при его реставрации, еще шесть были заказаны на заводе города Тутаев Ярославской области.
