Il convento fu fondato nel 1582, e la primitiva chiesa, dedicata alla SS. Trinità, fu consacrata per la prima volta il 23 febbraio 1606.

In seguito subì altri ampliamenti ed altre ricostruzioni, per essere poi distrutta dal bombardamento del 28 giugno 1943; la prima pietra dell’attuale chiesa fu posta il 3 ottobre 1954, e la chiesa fu consacrata il 24 agosto 1957.

Il convento attuale, essendo stato in buona parte distrutto quello antico dagli eventi bellici, fu iniziato il 25 aprile 1958, giorno della posa della prima pietra, e fu terminato nell’estate del 1961.

La chiesa della SS. Trinità, fin dal 1737, funzionava praticamente da succursale della Pieve di S. Jacopo e nel 1770, tra il pievano di S. Jacopo ed il superiore dei Cappuccini, ebbe luogo una convenzione scritta relativa all’assistenza spirituale della popolazione vicina al convento.

Nei primi anni del sec. XIX, l’arcivescovo di Pisa, mons. Albata Ranieri dichiarò la chiesa della SS. Trinità succursale della parrocchia di S. Jacopo, fino a quando con decreto vescovile del 3 giugno 1836 di Mons. Ghanthuz de Cubbe, e con decreto granducale del 22 giugno 1835 di Leopoldo II, veniva dichiarata parrocchia.

Venuto il rescritto della S. Sede il 13 gennaio 1837, il 31 marzo seguente fu nominato ufficialmente il primo parroco, mentre il 1° aprile entrarono in vigore i due decreti: quest’ultimo si può dire il giorno natalizio della parrocchia.
Tuttavia, in un primo tempo, invece di “parrocchia”, venne chiamata, come quella di S. Andrea, “vicaria assoluta” per non urtare troppo la sensibilità del parroco della Cattedrale (fino a quell’anno unico parroco della città), e così rimase fino al 6 Marzo 1874.

Al momento dell’erezione, la popolazione assegnata alla parrocchia era di 6.201 persone, raggruppate in 1296 famiglie.