Für den Bau der Mauern des Heiligtums wurden mächtige Fichten aus den Karpaten verwendet, und das Fundament wurde mit Steinen aus dem Fluss Prut errichtet.
Im Jahr 1868, am Tag der heiligen Märtyrerin Paraskewa, wurde die Kirche zu Ehren der Heiligen Dreifaltigkeit geweiht. Fast alle Dorfbewohner waren bei der feierlichen Einweihung anwesend.
Es gibt eine Version, wonach an dieser Stelle früher eine Holzkirche stand. Für diese Hypothese spricht der Glockenturm aus dem XVIII. Jahrhundert, der sich neben der Dreifaltigkeitskirche befindet.
Im Jahr 1911 wurde die Dreifaltigkeitskirche in Mykulytschyn durch eine Überschwemmung schwer beschädigt. Es dauerte zwei Jahre, bis sie nach der Katastrophe wiederhergestellt war. Damals wurde das Dach der Kirche mit einem Blechdach gedeckt und der Glockenturm mit Schindeln bedeckt.
Die Kirche konnte zwei Weltkriege erfolgreich überstehen. Während des Zweiten Weltkriegs verlor die Kirche 4 der damals 6 vorhandenen Silberglocken. Diese Glocken wurden von den Nazis gestohlen. Alten Zeitgenossen zufolge konnte man den Klang der mächtigen Silberglocken noch in einer Entfernung von 10 Kilometern hören.
In der Sowjetzeit erhielt die Kirche den Status eines Architekturdenkmals. In den Jahren 1988-1989 wurden in der Kirche Restaurierungsarbeiten durchgeführt, bei denen die Ikonostase der Kirche vergoldet wurde.
In architektonischer Hinsicht ist die Dreifaltigkeitskirche in Mykulytschyn ein anschauliches Beispiel für den huzulischen Typus von Holzkirchen mit kreuzförmigem Grundriss.
Im Inneren der Kirche befinden sich einzigartige Gemälde von hoher künstlerischer Qualität, die 1892 von dem herausragenden ukrainischen Künstler Kornylo Ustianowytsch (1839-1903) geschaffen wurden. Sie wurden trotz der barbarischen Politik der sowjetischen Regierung erhalten. In diesem Zusammenhang ist die Geschichte des von Ustijanowytsch geschaffenen Bildes des heiligen Märtyrers Josaphat (der am 12. November 1623 von den Feinden der Union in Witebsk getötet wurde) sehr anschaulich. Es wurde vor der Zerstörung gerettet, indem das Bild der Heiligen Jungfrau Maria links von der Ikonostase unter der Leinwand versteckt wurde. Dieses Versteck wurde erst 1989 während der Restaurierungsarbeiten freigelegt. Der heilige Josaphat ist der erste ukrainische Heilige, der von der katholischen Kirche am 29. Juni 1867 unter Papst Pius IX. heiliggesprochen wurde.
In den Jahren der Unabhängigkeit wurde die Dreifaltigkeitskirche an die ukrainische griechisch-katholische Kirche zurückgegeben, die damit begann, das Heiligtum schrittweise zu renovieren und zu restaurieren. So wurde in den 2000er Jahren das Holz der oberen Ränge des alten Glockenturms erneuert und die oberen Ränge der Kirche wurden mit geprägtem Zinn verkleidet.
Darüber hinaus wurde 2002 der Glockenturm des Tores gebaut und mit Skulpturen von Jesus Christus und der Heiligen Jungfrau Maria geschmückt.
Heute ist die Dreifaltigkeitskirche in Mykulytschyn die wichtigste architektonische Zierde des Dorfes, die einen Besuch wert ist.