Na hribu, kjer stoji prepoznavna baročna tristolpnica Svete trojice, so ljudje želeli postaviti cerkev že daljnega leta 1631. O tem je ohranjena tudi legenda, ki se še vedno prenaša iz roda v rod. Legenda pravi, da so ljudje najprej za zidanje prve cerkvice izbrali prostor v grapi, na nekdanji gmajni, kjer je že desetletja akumulacijsko jezero. Ker pa so se na hribu nad gmajno vsak večer prikazovale tri lučke ali zvezde posebnih oblik, so se odločili drugače. Legenda omenja, da tudi voli, ki so vozili kamenje iz oseškega kamnoloma, niso hoteli v dolino na gmajno, temveč se se obrnili proti hribu. Na njem so tako leta 1631 postavili manjšo leseno kapelico in jo posvetili Svetemu duhu.
Ker je bila prva kapela na hribu, poimenovanem Purgstallberg ali tudi Grädisch, izredno dobro obiskana, so se odločili za gradnjo večje cerkve in jo posvetili Sveti trojici. Zemljišče za cerkev je podaril cmureški grof Wolfgang Stubenberg, temeljni kamen, ki ga je blagoslovil sam sekovški škof Janez Marko, pa so slovesno položili 15. junija 1636. Leta 1643 je bila cerkev popolnoma dograjena in tudi posvečena. Bila je mnogo manjša od sedanje, saj je obsegala samo današnji zahodni zvonik, ladjo v velikosti današnjega prezbiterija in kvadratast oltarni prostor s strešnim, čebulasto ostrešenim stolpičem. Po cerkvi se je poimenovala tudi naselbina pod njo, ki se je razvijala na račun množičnih romanj iz vse dežele Štajerske in Prekmurja.
Avguštinski samostan v Sveti Trojici je sprva deloval kot podružnica graškega avguštinskega samostana. Prva meniha sta bila Jožef Prein in Tomaž Paullin. Leta 1666 so bili v trojiškem samostanu štirje patri, leto kasneje pet in leta 1668 sedem patrov. Že leta 1669 je trojiški avguštinski samostan postal samostojen. Avguštinci so ob južni strani cerkve z izdatno podporo grofov Trauttmansdorffov z bližnjega negovskega gospostva začeli graditi samostan in ga v celoti dozidali leta 1692. Zaradi vedno več romarjev so se avguštinci leta 1735 lotili tudi obsežne dozidave cerkve, ki je dobila značilno današnjo baročno podobo. Pri prezidavi so jim finančno pomagali grofje Draškoviči iz Varaždina, nova velika cerkev pa je bila posvečena v letu 1772. Oba zvonika, ki sta ob pročelju cerkve in sta obrnjena proti trgu, sta bila sezidana v času od leta 1779 do 1780. Cerkev Svete trojice so istočasno povezali še s samostanom. Obseg romanj se je še povečal.
Leta 1787 so v okviru Jožefovih reform zaprli tudi trojiški avguštinski samostan. Cerkev je bila podrejena dekaniji Lenart in leta 1786 povzdignjena v samostojno župnijo. Ko so avguštinci leta 1811 dokončno in za vselej zapustili samostan, je cerkev prešla v oskrbo škofijskih duhovnikov. Leta 1854 pa so prišli v Sveto Trojici patri frančiškani, ki oskrbujejo in vodijo župnijo še danes ter skrbijo za velik samostanski kompleks z izredno bogato samostansko knjižnico.
