В 1851 – 1854 годах церковь подверглась частичной перестройке и расширению по проекту архитектора А. И. Резанова, при участии А. М. Камуцци.
В январе 1944 года, во время наступления советских войск, ведших по Красному Селу сильный артиллерийский огонь, здание церкви получило частичные разрушения. В 1960-е годы были снесены купол и верхний ярус колокольни. С этого времени вплоть до середины 1990-х годов в здании бывшей Троицкой церкви располагался Красносельский дом культуры. С 1995 года является снова церковью.
В 1995 году Троицкая церковь была включена в число объектов исторического и культурного наследия, как памятник архитектуры федерального значения.