Pražupnijska cerkev Svete Trojice je kot kapela obstajala že pred letom 1199. Obsegala je sedajo banjasto obokano zvonico (prostor pod zvonikom) in apsido. Friderik III. Ptujski jo je s prizidavo ladje kmalu po letu 1199 spremenil v cerkev. Tej je salzburški škof Eberhard II. priznal nekatere župnijske pravice v okviru ptujske pražupnije, patronat pa zaupal Frideriku Ptujskemu.
Friderik je okoli leta 1210 pri njej ustanovil križniško komendo s hospicom device Marije in ji odstopil patronat in pripadajočo polovično desetino. Leta 1222 je Friderik IV. Ptujski z listino potrdil križniškemu redu daritev svojega očeta, leta 1235 je redu podelil še pravico do patronata nad cerkvijo. Leta 1236 je salzburški nadškof Eberhard II. potrdil darovnici iz let 1222 in 1235 in jo posvetil kot popolno župnijo, pridržal pa si je pravico do investiture župnika in vizitacije župnije.
V prvi polovici 13. stoletja je cerkev obsegala mlajšo ladjo ter starejšo kapelo, ki so jo spremenili v pravokotni korni prostor z nekoliko podaljšano apsido. Skozi stoletja je prvotno romanska cerkev doživela več prezidav in dozidav. Sedanjo obliko je dobila v 18. stoletju. Prvo večjo prezidavo je doživela leta 1280. Takrat so korni prostor dvignili za eno nadstropje, ladjo pa podaljšali in strmo ostrešili. Cerkev je tako postala skoraj enkrat večja, na vzhodu je dobila zvonik.
V pozni gotiki in renesansi so dvakrat predelali sedaj zazidani apsidni stranski okni, ob severni strani zvonika pa prizidali zakristijo. V prvi polovici 15. stoletja so južno in severno steno cerkvene ladje opremili s freskami. Ob barokizaciji v letih 1674–1698 so ladjo drugič podaljšali, povišali in obokali. V podaljšek so vzidali pevsko emporo, okrašeno z bogato štukaturo. Povišali so tudi zvonik in prizidali severno kapelo ter vhodni veži pred južnim in zahodnim ladjinim vhodom.
V prvi polovici 18. stoletja so južno vežo zamenjali s kapelo in nadzidali zakristijo. V drugi polovici 18. stoletja so priskrbeli večino sedanje opreme (glavni oltar, oltar sv. Jožefa in oltar sv. Janeza Nepomuka, baročna prižnica …). Z zaprtjem slavoloka okoli leta 1770 so vzhodni del cerkve spremenili v kapelo Matere Božje, ki sta jo leta 1831 poslikala graška slikarja Franz in Jožef Kreuzer (poslikava ni več ohranjena). Sedaj je v njej krstilnica – v njej je ohranjen marmornati krstilnik iz prve polovice 13. stoletja.
