Creșterea comunității românești a dus la nevoia construcției unei biserici ortodoxe încăpătoare, astfel că, după largi dezbateri privind amplasamentul, ea s-a concretizat între anii 1934 și 1937, pe malul drept al Târnavei Mari. Se întâmpla în mandatul primului primar român al urbei, Aurel Mosora (1894-1962), când protopop era, începând din 1926, preotul Emilian Stoica (1884-1972), iar mitropolit al Ardealului era, începând din 1920, Î.P.S. Nicolae Bălan (1882-1955).
Planurile construcției au fost concepute și definitivate de arhitectul Dumitru Petrescu-Gopeș și indicau ca edificiul bizantin impunător să aibă o cupolă mare, cu două turnuri laterale și o campanilă înaltă de 45 de m, înzestrată cu un pridvor de culă și trei clopote inscripționate. Șantierul a început în 29 mai 1934, în ziua de Rusalii, iar lucrările au fost executate de firma ce avea în portofoliu și „Catedrala Încoronării” din Alba Iulia, ridicată între anii 1921 și 1922.
Cupola în frescă a fost pictată de Anastase Demian (1899-1977), pictor, ilustrator, muralist și profesor bănățean, cu origini macedonene și sighișorene (a fost nepotul negustorului Dumitru Dămian – președintele breslei comercianților și unul dintre ctitorii Bisericii Ortodoxe din cartierul Cornești), ce a mai pictat, printre altele, Catedrala Mitropolitană Ortodoxă din Cluj, Catedrala Mitropolitană Ortodoxă din Sibiu (parțial), Biserica Ortodoxă „Înălțarea Domnului” din Târgu Mureș, Biserica Ortodoxă din Lugoj, Catedrala Mitropolitană Ortodoxă din Timișoara și Capela Ortodoxă „Stella Maris” din Balcic.
Biserica, închinată Sfintei Treimi, a fost sfințită în 31 octombrie 1937, în prezența a 10.000 de participanți la evenimentul socotit atunci „un prilej de afirmare națională românească”. La slujba religioasă au cântat Corul Asociației Transilvane pentru Literatura Română și Cultura Poporului Român și Aca de Barbu.
Aici poate fi auzit cântând, în preajma Crăciunului, Corul „Vox Animi” (Vocea Sufletului) – succesorul corului înființat în 1937. Este un grup mixt de amatori, fără acompaniament instrumental, al cărui repertoriu conține piese religioase, folclorice românești și internaționale. Sub bagheta dirijoarei prof. Rodica Ana Proteasa, absolventă a Academiei de Muzică „Gheorghe Dima” din Cluj Napoca, el a participat la turnee, concerte și festivaluri nu doar în România, ci și în străinătate (Germania, Cehia, Grecia, Austria, Republica Moldova, Macedonia și Polonia).
În 2019, pe esplanada bisericii a fost montat și dezvelit bustul protopopului Emilian Stoica, cel care a fost și profesor de religie, membru în Consiliul Județean al Județului Târnava Mare, membru în Consiliul Local, dar și vicepreședinte al ASTRA – Sighișoara.
