La chiesa della Santissima Trinità viene menzionata in alcuni documenti di epoca seicentesca, grazie anche alla frequentazione del Gremio dei Figoli, che erige qui la sua cappella. Dagli statuti si apprende che la chiesa era detta anticamente della Misericordia: tale dato è confermato nel Condaghe di Santa Chiara dove compare in effetti una chiesa con questa intitolazione in un atto del 1498. La chiesa della Misericordia diventa sede dell’omonima Confraternita, attestata fin dal 1563.
L’edificio attuale risulta da un corpo di fabbrica di proporzioni notevoli di epoca settecentesca. Pur mantenendo l’orientamento delle altre chiese cittadine (Est/Sud-Est), intorno al 1930 si decide di riedificare il fianco sinistro che si affaccia sulla via Duomo, donando al prospetto un volto  monumentale. Alcuni altri progetti presentati al Consiglio Civico nel 1861 non vengono mai realizzati. Tale lavoro si rende necessario poiché l’ingresso principale della chiesa, quello cui si accedeva dal documentato jassu de sa Misericordia (“sentiero della Misericordia”), è ormai occultato dalle vicine costruzioni.
L’ampia aula riceve luce da tre aperture centinate poste sulla via Duomo. Sul prospetto si apre anche il semplice portale, affiancato da due lesene sormontate da timpano rialzato. All’estremità opposta della facciata compare un piccolo campanile a vela.
Attualmente la chiesa è sede del settimanale l’Arborense.