Судьба первой деревянной церкви села Брюхановского неизвестна. Строительство второй, также деревянной во имя Святой Троицы начинается 14 января 1852 г, когда, доверенный от общества крестьян, Степан Никитич Чалдин подает прошение на имя Государя Императора Николая II.  5 июня 1852 г. начинается закладка храма, который возводится в течении 3-х лет на народные пожертвования. В 1898 году деревянная церковь горит.  Большую часть ценного церковного имущества удается спасти — архив, ризницу, утварь и библиотеку. Богослужения временно проводятся в молитвенном доме, устроенном на месте сгоревшего храма. В 1902 году в должность священника вступает П.И. Кобылецкий, церковным старостой выбирается Пьянков С.Н. И начинается работа «расположить прихожан к постройке каменного храма», так как на территории села живут люди разного вероисповедания и не все сразу поддерживают эту идею. Особо трудно и долго идут переговоры  со староверами.  И только 2 февраля 1903 года прихожане, наконец — то постановляют приговор «о постройке в селе Брюхановском каменного храма, который вместит 500 молящихся». 20 мая 1904 года подается раппорт в Томскую Духовную Консисторию. 

Сбор средств на строительство нового храма решением схода и с разрешения Томской Духовной Консистории проводился крестьянами сел Брюхановского и Дмитриевки — А.П. Карнауховым и В.Ф. Радостевым на всей территории епархии и продолжается в течении года.