История храма Трех Святителей неразрывно связана с жизнью и деятельностью Таврической духовной семинарии, где на втором этаже восточной части семинарии находилась маленькая церковь во имя Трех Святителей. При закладке здания в его основание положили доску с надписью: «Во имя Отца и Сына и Святого Духа. Основан сей храм во имя Трех Святителей Вселенских — Василия Великого, Григория Богослова и Иоанна Златоуста при доме Таврической духовной семинарии в Симферополе, в благополучное царствование Благочестивейшего Императора всея Руси Александра II, при святительстве Гурия, епископа Таврического и Симферопольского, при управлении Таврическою губерниею Свиты Его Величества генерал-майора Александра Гергардовича Рейтера, 1871 г., апреля 11 дня».
Со временем увеличилось число учащихся, и церковь стала тесной, поэтому было решено построить новую, более просторную. Ее торжественная закладка состоялась в 1900 году. Зодчий А. Карапетов выбрал для будущего храма тип базилики.
В 1900 году, 18 июля, в честь 25-летия семинарии такая церковь была заложена. В августе 1900 года младший архитектор Таврического Губернского Правления А. И. Карапетов представил в правление семинарии проект и смету церкви. Подрядные работы были предложены известному в епархии строителю церквей бердянскому купцу Николаю Соловьеву.
Работы были начаты в феврале 1901 года и завершены в сентябре 1903 года.
Красоту и нарядность храму Трех Святителей придают элементы древнерусского зодчества: декоративные кокошники в верхней части больших окон, многоступенчатый карниз, отделяющий богато украшенный верх здания, в центре шатровой крыши поднимается изящный, стройный световой барабан с восьмью арочными окнами, увенчанный куполом с крестом, а по углам вытянулись на невысоких башенках еще четыре небольших купола луковичной формы. В центре трехгранной апсиды — изображение святителей Василия Великого, Григория Богослова и Иоанна Златоуста. Роспись церкви выполнил художник Д. П. Праведников. Настоящим украшением интерьера стал дубовый иконостас, изготовленный петербургскими мастерами. Храм Трех Святителей был освящен 11 сентября 1903 года.
В том же году инспектор семинарии Р. Соколов составил описание церкви и её интерьера, которое сохранилось до наших дней и содержит в себе следующие сведения:
«Вновь отстроенный семинарский храм представляет высокую, и очень красивую базилику по типу древнехристианских церквей… Внутри храма алтарная часть приподнята над средней частью на две ступени и огорожена дубовым иконостасом, исполненным на Петербургской фабрике Жевержева…
Средняя часть храма с высокой аркой, поддерживающей купол, делится на два нефа. Около каждой стороны арки с запада помещены лучшие иконы старого храма. Стены храма в средней части ещё в недостаточной мере заполнены иконами.
Живопись новейшего смешанного стиля, в котором соединяются строгие черты и красоты старого византийского письма с техническими приёмами нового стиля.
Росписи семинарской церкви выполнены художником Праведниковым Дмитрием Петровичем. Им также были выполнены росписи Духовного мужского училища в г. Симферополе…»
В Трёхсвятительском храме молились выдающиеся деятели Русской Церкви: духовник царской семьи (Государя императора Николая II) епископ Феофан (Быстров) Полтавский, который возглавлял Крымскую кафедру в 1910–1912 годах; о. Сергий Булгаков, философ, в будущем профессор Богословского института в Париже, преподававший в Таврической семинарии в 1919–1920 годах, последний ректор духовной семинарии архимандрит, впоследствии митрополит, Венимамин (Федченков) — знаменитый иерарх Русской Православной Церкви, горячий патриот своего Отечества, духовный писатель, оставивший читателям яркие образы крымских праведников, которых ему довелось наблюдать в свою бытность в Крыму…
После революции и захвата Крыма революционным войсками в ноябре 1920 года, приказом Крымревкома о перестройке учебных заведений Таврическая духовная семинария была закрыта. В1922 году была закрыта и семинарская церковь Трёх Святителей. В 20-е годы храм был лишен куполов, утратил стенную роспись, а также высокой художественной ценности дубовый иконостас. Трёхсвятительская церковь онемела — была разрушена дворовая колокольня. Долгие годы храм использовался не по назначению, в последнее время — в помещении храма разместили хранилище городского архива, затем — хранилище библиотеки имени И. Франко.. В здании семинарии сначала открыли среднюю школу. И потом, когда в здании семинарии расположилось СКБ (специальное конструкторское бюро) производственного объединения "Фотон" многие симферопольцы, в том числе и сами работники фотона называли это здание "Девятая школа". Лишь спустя 65 лет после закрытия храм был возвращен Крымской епархии. В 1989 году началась реставрация. В Крымском отделении института «Укрпроектреставрация» архитекторы Е. Самонина и О. Сергеева разработали проект, по которому церкви вернули ее прежний, нарядный облик. Многие люди, фирмы и предприятия участвовали в ее возрождении. Позолоченные кресты были изготовлены и подарены Крымской финансово-промышленной корпорацией «Республика». Установили их рабочие предприятия «Крымавиамонтаж». Самый большой крест высотой 6 метров и весом 200 килограммов, освященный архиепископом Симферопольским и Крымским Лазарем, установили с помощью вертолета. Несмотря на ветреную погоду, экипаж выполнил свою работу профессионально, четко.
2 апреля 1989 года владыка Варлаам, архиепископ Симферопольский и Крымский, совершил чин освящения храма, и храм начал жить полнокровной молитвенной жизнью. В 1990 году настоятелем храма был поставлен протоиерей Георгий Северин, и закипела работа.
В связи с возвращением Таврической семинарии в 1997 году и созданием на её базе по благословению правящего архиерея, пастырского духовного училища Симферопольской и Крымской епархии, Трехсвятительская церковь снова обретает свое изначальное предназначение — быть домом молитвы для учащих и учащихся, быть образцом священнического служения для будущих пастырей.
С 2007 года храму вернули статус семинарского. Теперь под настоятельством ректора Таврической Духовной Семинарии, правящего митрополита Симферопольского и Крымского Лазаря воспитанники Духовной Школы ежедневно возносят молитвы пред Престолом Господа Вседержителя.