La parrocchia venne istituita nel 1730, dopo il distacco di Nichelino da Moncalieri, avvenuto nel 1694. La precedente chiesetta della Borgata Palazzo (dedicata ai santi Rocco e Matteo) dipendeva dalla Collegiata di Santa Maria della Scala (Moncalieri). Il primo parroco don Giuseppe Antonio Macario già lamentava l’inadeguatezza dell’edificio e il precario stato di conservazione, ma la costruzione dell’attuale chiesa barocca, al posto di quella preesistente, terminò solo nel 1775 con la consacrazione per mano dell’arcivescovo Francesco Lucerna Rorengo di Rorà. All’epoca Nichelino aveva meno di 500 abitanti.

Dalla metà del secolo scorso Nichelino fu coinvolta dalla massiccia ondata immigratoria verso il polo industriale torinese, prima dal Veneto e poi dal Meridione, che portò alla trasformazione da paese prevalentemente agricola e città operaia di periferia di quasi 50.000 abitanti.

La “chiesa antica” si rivelò ben presto insufficiente e il canonico Francesco Granero (parroco a Nichelino dal 1941 al 1976) mise mano a un vasto programma per dotare la comunità nichelinese di nuove strutture, rivolte soprattutto ai bambini e ai giovani. L’ultima opera che vide impegnato don Granero fu la costruzione della “chiesa grande” della Santissima Trinità.