В 1853 году в центральной части Невьянска была построена каменная двухпрестольная Свято-Троицкая единоверческая церковь (без колокольни). В храме находился особо почитаемый древний образ святителя Николая Чудотворца. В 1937 году храм был закрыт, его купола снесены. В разные годы здесь размещался музей и пекарня. В 1995 году здание старого храма вновь вернули верующим, возобновились богослужения. Началась медленная реставрация храма.

По своей композиции здание относится к пятиглавому крестово-купольному типу храмов на четырёх опорах. Храм имеет статичный кубический объём, спокойный силуэт, плоскостной по характеру декор, построенный на основе свободно трактованных ордерных форм в соседстве с кокошниками. Выложенные из лицевого красного кирпича стены имеют трёхчастную композицию с ризалитами на северном, южном, западном фасаде и полукруглой апсидой на восточном. Углы ризалитов подчёркнуты пучками из трёх пилястр. Полуциркульные оконные и дверные проёмы храма обрамлены наличниками и порталами из пилястр, сандриков и кокошников.