Первая  деревянная церковь в селе Зимёнки была построена в 1730 г. Позже в  1907 году была заложена кирпичная Троицкая церковь в псевдорусском стиле с приделом в честь святого князя-мученика Михаила Черниговского.
  Богослужения в храме совершались до 1938 года, до ареста настоятеля храма отца Михаила Букринского, который  отслужил  в это храме 44 года и принял мученическую смерть на полигоне НКВД в Бутово 7 марта того же года. Ныне он прославлен в Соборе новомучеников и исповедников Российских Священным синодом.
           В мае 1941 года было принято решение о закрытии храма и «переоборудовании его под хозяйственные цели». С храма были сброшены кресты, разрушена главка, разломан иконостас, вывезены иконы, сняты колокола. В церковном помещении в течение десятилетий находился сельский клуб.
В 1999 году храм возвращен верующим; в нем регулярно совершаются молебны. Ныне здесь ведутся восстановительные работы: построена котельная, подведено газоснабжение.