Основан, видимо, великим князем литовским Казимиром (годы правления 1440 – 1492), освящён в честь Святой Троицы. Впервые упоминается в 1450 году, когда клецкий боярин Андрюшка Мостивилович дал ему десятину. Построен за стенами клецкого замка, на посаде, первоначально был деревянным. В начале 1550-х гг. переоборудован под кальвинский сбор, в котором служил С.Будный, с 1570-х годов снова костёл. Храм из кирпича был построен в конце XVI века, по-видимому, Дж.М. Бернардони по заказу клецкого ордината Альбрехта Радзивилла, освящён в 1590 году.
В XVII-XVIIIвв. в костёле находились резные алтари Святой Троицы, Найсвятейшей Девы Марии, Иисуса Христа, Святого Креста, святой Анны, святого Николая, святого Казимира. Икона Девы Марии считалась чудотворной. В крипте костёла находились захоронения Радзивиллов. При костёле действовала школа и госпиталь. В Великую Отечественную войну костёл частично сгорел, в послевоенное время разобран жителями города на стройматериалы, сохранились фрагменты стен.