Исторически Гатиха связана с Омутец-Песьянским погостом, где церковная жизнь известна с XVII века. В источниках упоминается Никольская церковь на Песьей реке и теплая деревянная Троицкая церковь. В начале XVIII века при Никольской церкви существовал многочисленный причт, что говорит о значительном приходе.

В 1719 году деревянные церкви сгорели. В 1720 году была построена новая теплая Троицкая церковь, а холодная Никольская была восстановлена и освящена позднее. В 1790 году началось строительство каменного храма, который был окончен и освящен в 1802 году; в 1842 году к нему пристроили каменную колокольню.

Поскольку старый каменный храм оказался тесным для большого прихода, в 1850 году началось строительство нового обширного каменного храма. Оно завершилось в 1868 году. В храме были три престола: главный Троицкий, а также Покровский и Никольский приделы.