Строительство храма началось летом 1863 года. Построен в 1866 году. В конце XIX века его регулярно посещали около 1500 человек прихожан, рабочих Кончезерского медеплавильного завода и жителей села Кончезеро.

«Решаемся обратиться к Вам с нашей покорнейшею просьбою, – писали 8 марта 1857 г. служащие Кончезерского завода его управителю Версилову, – исходатайствовать у высшего начальства разрешение и пособие на устройство небольшой каменной церкви при самом Кончезерском заводе… Мы же со своей стороны готовы в свободное от казенных работ время трудиться посильно сами и, если начальству благоугодно будет, заимообразно отпустить какую-либо сумму на этот случай, то будем продолжать пожертвование после постройки церкви для уплаты оной». Через девять лет эта просьба была выполнена – с. Кончезеро обрел свой храм, освященный в честь Пресвятой Троицы.

В советское время церковь закрыли, а здание долгое время использовалось сначала под сельский клуб, затем – под совхозный склад.

В 2007 году был создан Попечительский совет по восстановлению Свято-Троицкого храма в селе Кончезеро и фонд «Попечители храма Святой Троицы в селе Кончезеро». На средства, вырученные от благотворительных концертов, в которых приняли участие известные оперные певцы, на пожертвования православных жителей села Кончезеро, были проведены инженерно-геологические изыскания и разработана проектно-сметная документация для реставрации храма.

19 августа 2009 начали работу профессиональные строители и всего за три месяца демонтировали аварийную кровлю, произвели замену прогнившей каменной кладки стен, карнизов и фронтонов. Установили стропильную конструкцию и уложили металлическое фальцевое покрытие, произведенное в Великобритании.

В апреле 2010 начался, а в ноябре 2010 года завершился второй этап реставрации  церкви. За полгода была произведена замена каменной кладки, выложены восьмерики над алтарем и притвором храма, установлено металлическое фальцевое покрытие, на колокольне сделаны полы, закончена подготовительная работа для устройства шатровых куполов.

2 сентября 2011 года, в день 145-летия со дня освящения храма, Архиепископ Петрозаводский и Карельский Мануил совершил благодарственный молебен в возрождающейся церкви.

В ноябре 2011 года завершился третий этап, один из ключевых в реставрации храма. К этому времени в основании конструкции полов установлены пять с половиной тонн двутавровых металлических балок, профнастил и электросварная сетка. Осуществлены монтаж вентиляционного оборудования и заливка почти трехсот квадратных метров пола бетоном, усилен фундамент. Установлены девятнадцать окон – деревянных двойных стеклопакетов с тройным остеклением. Отреставрированы старинные оконные решетки.

17 августа 2012 года в селе Кончезеро было совершено освящение крестов Свято-Троицкого храма. В этот же памятный день, после пяти с половиной лет работы по восстановлению храма в первозданном виде, были установлены шатровые купола с главками и крестами.

В ноябре 2013 года завершился очередной этап реставрации Свято-Троицкого храма. Произведено устройство потолка, который теперь защищен от промерзания и влаги тепло- и пароизоляцией, снабжен вентиляционным оборудованием, благодаря конструктивным решениям проектировщиков сохранена его историческая форма. Проводятся работы по бетонированию ниш оконных проемов, изготовлен проект электрики храма,  в иконописной мастерской г. Пензы изготавливается иконостас по точному описанию, сохранившемуся в Национальном архиве Республики Карелия.

20 ноября 2014 года благочинный Центрального округа, настоятель Александро-Невского кафедрального собора протоиерей Иоанн Тереняк совершил чин освящения пяти колоколов храма. Затем произведенные из бронзы в традиционном для XIX века стиле на колокололитейном заводе Николая Шувалова в городе Тутаев Ярославской области колокола были подняты на звонницу. Кроме того, за лето 2014 года в храме были выполнены электромонтажные и отделочные работы.

В настоящее время в храме установлен иконостас, внутренние работы практически завершены, идут работы по внешней отделке церкви.