30 сентября 2000 года Святейшим Патриархом Московским и всея Руси Алексием II был утверждён Протокол заседания учредительного Приходского собрания строящегося храма Живоначальной Троицы в Чертанове.
В 2003 году настоятелем храма был назначен Преосвященный епископ Аркадий (Афонин), а с 2005 года — протоиерей Константин Сопельников, который руководит приходом по сей день.
26 декабря 2004 года по благословению Святейшего Патриарха Алексия II епископом Аркадием было совершено малое освящение деревянного храма.
По благословению Святейшего Патриарха Московского и всея Руси Кирилла в рамках Программы строительства православных храмов Москвы в 2014-2024 гг. был возведён новый храмовый комплекс храма Живоначальной Троицы в Чертанове.
8 декабря 2024 года Святейший Патриарх Кирилл совершил великое освящение нового храма Живоначальной Троицы в Чертанове. Комплекс включает храм, дом причта в стиле классицизма (автор проекта — архитектор Сергей Осышный) и деревянный храм. В новом храме совершаются богослужения и продолжаются работы по благоукрашению.
— Плащаница Господа Иисуса Христа (XIX век).
— Чтимая икона Божией Матери «Толгская» с частицей ризы Пресвятой Богородицы.
— Чтимые иконы с частицами мощей: Мироносицы равноап. Марии Магдалины, свт. Спиридона Триифунтского, вмч. Георгия Победоносца, вмч. Анастасии Узорешительницы, вмч. Варвары, блж. Матроны Московской, прав. Симеона Верхотурского.
— Мощевик с частицей Животворящего Креста Господня.
— Мощевик с частицей мощей свт. Николая, архиепископа Мир Ликийских, чудотворца.
— Мощевик с частицами святых мощей: 83 частицы мощей преподобных отцов Киево-Печерских, почивающих в ближних и дальних пещерах.
— Мощевик с частицами мощей: свт. Афанасия Цареградского; свт. Иннокентия, архиеп. Херсонского; свт. Иоанна Милостивого, патриарха Александрийского; свт. Мелетия, еп. Рязанского; вмц. Марины Антиохийской; мч. Максима воина Антиохийского; прп. Амфилохия Почаевкого; прп. Антипы Валаамского; прп. Лаврентия Черниговского; прп. Макрины, сестры свт. Василия Великого; прп. Саввы Стромынского; прп. Симеона Псково-Печерского; блгв. кн. Андрея Смоленского, Переяславского; блгв. кн. Василия Ярославского; блгв. кн. Давида Ярославского; блгв. кн. Константина Ярославского; блгв. кн. Михаила Черниговского; блгв. кн. Олега Рязанского; блгв. кн. Романа Угличского; блгв. кн. Феодора Муромского; прмц. Марии Гатчинской; сщмч. Антипы, еп. Пергамского; блж. Евдокии Михайловской; прав. Василия Павло-Посадского; прав. Марфы Вифанской, сестры Лазаря Четверодневного.
— Мощевик с частицами мощей: свт. Амвросия, еп. Медиоланского; свт. Григория Паламы, еп. Фессалоникийского; свт. Тихона, еп. Задонского; первомч. архид. Стефана; 40 мчч. Севастийских; мч. Валидия; мч. Генерозы Карфагенской; мч. Диодора; мч. Луиджи; мч. Павла; мч. Розетти; мч. Романа; мч. Секунда; мч. Феделиса; мчч. Адриана и Наталии; свв. мчч. от прп. Феодосия Великого; сщмч. Викентия Августопольского; сщмч. Власия; прпмц. вел. кн. Елисаветы; прпп. Афонских; прпп. Виталия, Тихона, Зосимы Богословских; прп. Амвросия Оптинского; прп. Гавриила Одесского; прп. Исаакия Оптинского; прп. исп. Варсонофия Херсонского; прп. Кириака Отшельника; прп. Клеопы Валаамского; прп. Моисея Оптинского; прп. Нила Столобенского; прп. Романа Сладкопевца; прп. Сергия Радонежского; блж. Иоанна Тульского; прав. Феодосия Балтийского; частица Дуба Маврийского; часть облачения от мощей исп. Иоанна Русского; часть гроба свт. Тихона, патр. Московского; часть облачения от мощей свт. Алексия, митр. Московского; часть облачения от мощей свт. Иоасафа, еп. Белгородского; часть облачения от мощей прп. Герасима Иорданского; часть гроба прп. Иллариона Оптинского; часть гроба прп. Германа Соловецкого.