Троицкая епархия образована решением Священного Синода Русской Православной Церкви от 26 июля 2012 года (журнал № 63) путем выделения из состава Челябинской епархии. Включена в состав Челябинской митрополии.

Троицкая епархия включает в себя территорию Варненского, Еманжелинского, Еткульского, Октябрьского, Пластовского, Троицкого, Увельского, Уйского и Чесменского районов, а также Троицкого и Южноуральского городских округов.

Троицкая епархия является исторической преемницей Троицкого викариатства Челябинской епархии. В период раскола в РПЦ на территории современной Челябинской области существовали две епархии: православная (староцерковническая или «сергиевская») и обновленческая. Обе они, как и до революции, имели по два викариатства – Троицкое и Кустанайское. Троицкое староцерковническое викариатство (1924–1928 г.), как и учрежденная в августе 1925 года Троицкая епархия обновленческой ориентации, объединяли церковные приходы Троицкого округа Уральской обл. В состав Троицкого округа входили следующие районы: Брединский, Варнинский, Верхнеуральский, Каракульский, Кизильский, Кочкарский, Магнитный, Нагайбакский, Полтавский, Троицкий, Увельский, Уйский.

Троицким викариатством управляли епископы Николай (Амасийский) (1925–1926 г.), Дионисий (Прозоровский) (1925 г .), Антоний (Миловидов) (1927–1928 г.). В период отсутствия викарных епископов Троицкое викариатство управлялось Челябинскими епископами.

Троицкое викариатство было закрыто 27апреля 1928 года определением Святейшего Патриаршего Синода с целью «лучшей постановки дел в епархии и для объединения ее», предполагалось «сосредоточить управление в руках одного епископа». Челябинскому архиерею присваивался титул «Челябинского и Троицкого» с правом, «по усмотрению местной пользы, проживать в Троицке, но с обязательством посещать Челябинск для служения, по крайней мере, один раз в месяц».

В феврале 1928 года правящим архиереем был назначен епископ Назарий (Андреев). Арестованного в сентябре 1928 года епископа Назария, обвиненного в контрреволюционной деятельности, сменил епископ Мелхиседек (Аверченко). В 1933 году епископ Мелхиседек, вместе со священниками и членами церковной общины Александро-Невской церкви г. Троицка, был арестован по обвинению в создании антисоветской организации. Это событие знаменовало ликвидацию организационной структуры православных общин Челябинской обл.

С 1935 по 1988 годы приходы Челябинской области входили в состав Омской (1935–1936 гг.), затем Свердловской епархии (1936–1947, 1960–1988 гг.). С 1947 по 1959 год было разрешено существование Челябинской епархии.

В 1989 году в Челябинской области вновь была учреждена самостоятельная епархия – Челябинская и Златоустовская.