Село Ольявидово Повельского стана в конце 16 века иногда называлось Вольявидовым. В 16 веке принадлежало Воронцовым-Вельяминовым, старинной дмитровской фамилии. Первое упоминание о селе Ольявидове – в 1551 году. В конце 16 века в Ольявидове было 14 крестьянских дворов, стояла деревянная шатровая (верх) церковь Святой Троицы. В 1584 году в селе Ольявидово была уже построена деревянная церковь в честь Живоначальной Троицы с приделом во имя преподобного Сергия Радонежского. В 1738 году храм поновляли. Каменная Троицкая церковь построена в 1805 году по грамоте, данной на её строительство в 1804 году, после того как сгорела стоявшая на этом месте деревянная церковь.
Документальное описание того времени даёт некоторое представление о первоначальном облике церкви: «…с двумя приделами…здание каменное…церковь одноглавая с каменной колокольней, покрытой белым железом. Кресты позолоченные. Церковь отштукатурена…» Вскоре после окончания строительства церковь стала тесной, и уже в 1823 году было дано разрешение «перенести на 5 аршин назад стены трапезной». Вместо расширения трапезной только на запад, она была перестроена вся заново, так что нижний ярус колокольни оказался с трёх сторон обстроен новой трапезной. Перестройка осуществлена в 1826 году. В 1823 году храм был расписан внутри. В конце 19 века с запада к колокольне пристраивается обширный притвор. В 1870 году рядом с церковью строится церковная сторожка, а сам участок вокруг церкви обносится оградой с воротами.
В советское время в помещении храма был гараж, потом мастерская по ремонту сельхозтехники.
Из книги: Дмитровский край из глубины веков до наших дней: путеводитель в 2-х тт. Т. 2. По Дмитровским дорогам. Дмитров: Вести, 2005.