Do połowy XIX wieku Bytom pozostawał ważnym, ale niezbyt ludnym miastem śląskim. Przez stulecia siedzibą miejskiej parafii był kościół pod wezwaniem Wniebowzięcia Najświętszej Marii Panny, pod którego opieką pozostawał cmentarz z kaplicą pogrzebową, usytuowany już poza murami miejskimi - na tzw. Piekarskim Przedmieściu. Kaplica została postawiona na początku XVII wieku i nosiła wezwanie Świętej Trójcy.
W XIX stuleciu Bytom, podobnie jak reszta dzisiejszego Górnego Śląska, przeżywał okres dynamicznego rozwoju przemysłowego. Wiązał się z tym wzrost liczby ludności i rozszerzenie granic miejskiej zabudowy. Zrodziła się też potrzeba budowy kolejnego kościoła oraz organizacji nowej parafii. Już w latach 60. postanowiono wytyczyć nowy cmentarz przy ul. Piekarskiej, a na miejscu starej kaplicy cmentarnej wznieść dużą, murowaną świątynię. Kościół Świętej Trójcy rozpoczęto budować dopiero w 1880 roku. Budowę opóźniła śmierć bytomskiego proboszcza, księdza Józefa Szafranka i niemiecka polityka Kulturkampfu. Prace trwały do roku 1886, kiedy to konsekracji kościoła dokonał biskup Hermann Gleich.
Kościół Świętej Trójcy jest orientowany, wymurowany z cegły, w stylu neogotyckim. Zaprojektował go znany bytomski architekt, Paul Jackisch. Budowlę postawiono na planie krzyża łacińskiego. Po stronie zachodniej stoi wieża, która wraz z iglicą liczy ponad 60 m wysokości. Nawę główną przecina transept; prezbiterium zamknięto trójbocznie. Nad skrzyżowaniem nawy z transeptem umieszczono sygnaturkę. Wnętrze utrzymano w jednorodnym stylu neogotyckim. Ołtarz główny wykonała popularna wówczas firma Bühla z Wrocławia. Zawieszono w nim obraz Świętej Trójcy, autorstwa wrocławianina, Josepha Fahnrotha. Organy wykonano w znanym zakładzie braci Rieger. Pamiątką po starej kaplicy cmentarnej jest XVII-wieczna figura św. Józefa. W 1888 roku utworzono samodzielną parafię Świętej Trójcy w Bytomiu.