Die Kirche befand sich an der Kreuzung Mauerstraße, Kanonierstraße (heute Glinkastraße) und Mohrenstraße in 10117 Berlin. Ein Teil des ehemaligen Standortes der Kirche gehört heute zum Gelände der nordkoreanischen Botschaft, im davor gelegenen Teil ist der Grundriss der Kirche durch farbige Steine im Straßenpflaster angedeutet. Drei als Wohn- und Gemeindehäuser genutzte Pfarrhäuser wurden im Bereich Glinkastraße/Taubenstraße errichtet und sind zum Teil heute noch erhalten (Glinkastraße 16 und Taubenstraße 3).
Durch die von König Friedrich Wilhelm I. veranlasste Stadterweiterung wurden auch neue Kirchenbauten notwendig. Im August 1737 erfolgte die Grundsteinlegung für die vom neu ernannten Oberlandbaumeister Titus de Favre geplante Dreifaltigkeitskirche. Der unter Beteiligung des Hofmaurermeisters Christian August Naumann errichtete Bau wurde am 30. August 1739 geweiht. Die Dreifaltigkeitskirche war für etwa einhundert Jahre der letzte protestantische Kirchenbau in Berlin. Eine Taufkapelle sowie eine Vorhalle mit Sakristeianbau entstanden 1885 bis 1886 nach Plänen der Architekten Carl Vohl und Friedrich Schulze. Im Zweiten Weltkrieg brannte im November 1943 das Innere der Dreifaltigkeitskirche bei einem Luftangriff aus. Die zu einem Luftschutzbunker für die NSDAP-Gauleitung ausgebaute Ruine wurde kurz vor Kriegsende durch Straßenkämpfe bis auf die Umfassungsmauern zerstört und 1947 gesprengt.