Au XVIIème siècle (1645), une petite communauté de bénédictines de Fontrevault s’y installe, crée un collège et y reste jusqu’à la Révolution.
La Trinité est incendiée en 1794, passage des Colonnes Infernales.
Au moment de la restauration de l’église Notre Dame, les habitants du faubourg de la Trinité protestent et réclament également la restauration de leur église. Les autorités acceptent de faire de cette dernière une succursale de l’église paroissiale Notre Dame où on célébrera des messes les dimanches et fêtes.
En 1867-70, la Trinité subit des restauration qui lui font perdre une grande partie de son intérêt.
L’église de la Trinité, au plan non aligné date du XIIIème siècle, mais elle a subi beaucoup d’altérations au cours des siècles.
Aujourd’hui, l’église, orientée à l’est, est formée d’une nef à 5 travées avec bas-cotés et transept.
De l’église primitive, il ne reste que peu de choses appuyées contre le mur du chœur, 2 arcades romanes, basses en plein cintre, soutenus par 3 courts piliers ronds et trapus, témoignent du XIème siècle.
L’église de la Trinité a été profondément modifiée au XVIIème siècle, lors de l’arrivée des bénédictines.
Le chœur très allongé, à chevet plat, remplace l’ancien chœur roman et son abside
Le transept, à l’origine, portait, sur chacun des deux bras, une petite absidiole. L’abside placée sur le bras sud a été détruit au XVIIème siècle pour la construction du chœur. Aujourd’hui il ne reste qu’une absidiole sur le bras nord.
Le chevet plat du XVIIème siècle présente un retable, dont les colonnes de marbre de diverses couleurs sont surmontées de chapiteaux corinthiens dorés.
Le retable est richement orné de guirlandes et mascarons, de statues des 4 Evangélistes en plâtre et, à sa partie supérieure, d’un médaillon ovale représentant la Sainte Trinité.
La façade, et une grande partie de l’église, sont remaniées au XIXème siècle. Seule la tour carrée qui surmonte la croisée du transept a échappé aux réparations de 1867 (sur chacune de ses faces sont percées 2 longues et étroites ouvertures qui paraissent être du XIIIème s.
Les voûtes de la nef et des bas côtés sont postérieures à 1867 ; avant cette date, il n’y avait pas de voûte mais un plafond lambrissé. Il est cependant probable qu’à l’origine, il y avait une voûte en pierres.
Les 2 bras du transept ont gardé en partie leur caractère ancien.