Храм Святой Живоначальной Троицы - императорская домовая церковь, расположенная в башне Кухонного каре Гатчинского дворца. Это первая культовая постройка Гатчины, которая существовала еще с XVIII века. Сюда при Павле I с Мальты были доставлены святыни Мальтийского ордена.

В середине XIX века, при императоре Николае I, помещение было изменено кардинально: архитектор Роман Кузьмин обратился к наследию Ренессанса. После перестройки здесь появился большой зал, освещенный шестью высокими окнами. Арочные проемы, декорированные лепниной, колонны искусственного мрамора и ажурная кованая решетка наполнили объем молельного зала светом и воздухом. Кузьмину удалось создать уникальный, не имеющий аналогов в культовом зодчестве, нарядный и светлый храм.

Уникальность Дворцовой церкви состоит еще и в том, что в годы Великой Отечественной войны храм не погиб в пламени пожара. Сегодня посетители могут увидеть подлинную декоративную отделку середины ХIХ века.

После революции 1917 года Дворцовая церковь была закрыта. В советское время здесь была размещена библиотека сначала Высшего училища морских инженеров, затем института «Электронстандарт». По инициативе сотрудников музея в 2003 году в Дворцовой  церкви вновь стала совершаться литургия.

В 2016 году церковь закрылась для проведения реставрационных работ. Были воссозданы иконостас с живописным убранством и витражи, выполненные по старинной технологии художником-витражистом Е. Ю. Ивановым. Главным открытием реставраторов стали живописные изображения херувимов в кессонах купола. Эти картины считались утраченными, но во время расчистки штукатурного слоя советского периода обнаружилось, что под ним, укрытые листами плотной бумаги, сохранились 94 из 120 ликов, исполненных в середине XIX века на картоне. Сейчас они отреставрированы и заняли свое историческое место.

В настоящее время в церкви можно увидеть иконописные произведения XVIII–XXI веков.   

В крипте Дворцовой церкви откроется выставка тронных кресел из коллекции музея-заповедника ”Гатчина”. В 1977 году Музеи Московского Кремля передали Гатчинскому дворцу-музею часть уникальной коллекции тронных кресел XIX века. На выставке будут представлены кресла, изготовленные к коронации Александра II и Марии Александровны в 1856 году, к коронации Александра III и Марии Федоровны в 1883 году и коронации Николая II и Александры Федоровны в 1896 году.