Fundatorem świątyni p.w. Świętej Trójcy w Ciechanowcu był ks. Franciszek Maksymilian Ossoliński (1676-1756) - ówczesny właściciel Ciechanowca. Projekt kościoła wykonał w 1731 r. ksiądz Mateusz Osiecki, zaś architektem i budowniczym kościoła był sprowadzony z Warmii - Jan Adrian Kluk. Budowa świątyni trwała od 1731 do 1737 r. Już dwa lata później miała miejsce konsekracja kościoła, której dokonał biskup łucki Andrzej Załuski.
Ciechanowiecki kościół zbudowany został w stylu późnego baroku. Architektura budowli nawiązuje do schematu świątyń wznoszonych przez Jezuitów na wzór kościoła Il'Gesu w Rzymie. W związku z tym wzdłuż nawy głównej zostały dobudowane kaplice, które otwierają się do nawy wielkimi arkadami zwieńczonymi stiukowymi kartuszami. Nawa główna została przykryta sklepieniem kolebkowo-krzyżowym, ozdobionym sztukateriami o romboidalnych kształtach. Kaplice zostały  przesklepione tak zwanym sklepieniem żaglastym. Prezbiterium zamknięte apsydą również posiada sklepienie kolebkowo-krzyżowe.
Prezbiterium wypełnia okazały ołtarz główny reprezentujący wysoki poziom snycerstwa rokokowego. W polu głównym ołtarza znajduje się obraz olejny namalowany przez Szymona Czechowicza, przedstawiający Koronację Najświętszej Marii Panny w obecności Trójcy Świętej. Ołtarz główny oraz ambona powstały około 1750 r., natomiast dopiero w 1777 r. zostały pomalowane i pozłocone dzięki kolatorowi świątyni - Tomaszowi Ossolińskiemu. Obecnie w kościele znajduje się dziewięć ołtarzy, natomiast dawniej było ich jedenaście.
Większość wyposażenia kościoła pochodzi z XVIII wieku i lat późniejszych. Na uwagę zasługują obrazy, które wyszły spod pędzla Szymona Czechowicza, jednego z najlepszych polskich malarzy doby baroku. Poza obrazem Koronacji NMP, umieszczonym w ołtarzu głównym, w świątyni znajduje się jeszcze dwa obrazy tego artysty. Jeden z nich przedstawia wizerunek nieznanego biskupa, drugi zaś przedstawia Cudowne rozmnożenie chleba. Równie interesujący jest obraz Matki Boskiej Ciechanowieckiej datowany na 1600 roku, który w 1822 roku pokryty został sukienką miedzianą. Dawniej był umieszczony w ołtarzu otoczony czcią jako obraz słynący łaskami, dziś nieco zapomniany został zawieszony na jednym z filarów w kościele.
Pod prezbiterium i nawą główną kościoła znajduje się krypta grobowa, w której pochowane są szczątki ludzi zasłużonych dla miasta oraz parafii, miedzy innymi księdza Krzysztofa Kluka (1739 - 1796), wielkiego polskiego przyrodnika, dawnego proboszcza ciechanowieckiego. Miejsce pochówku księdza Krzysztofa Kluka upamiętnia tablica-epitafium, znajdująca się na filarze, naprzeciw ambony oraz przed kościołem jego pomnik wykonany w 1850 r. przez wybitnego polskiego rzeźbiarza - Jakuba Tatarkiewicza.
Świątynia istnieje już 267 lat mimo licznych przeciwności losu. Największe zniszczenia dotknęły kościół podczas pierwszej wojny światowej, w sierpniu 1915 roku, kiedy Ciechanowiec został spalony przez cofające się wojska carskie, a następnie - w dniach 1-3 sierpnia 1920 r., w czasie wojny polsko-bolszewickiej, kiedy wokół Ciechanowca rozgorzała zacięta bitwa. Gruntownego remontu ciechanowieckiego  kościoła dokonano dopiero w 1924 r. pod  kierownictwem  księdza Juliana  Dudzińskiego - ówczesnego proboszcza Ciechanowieckiego.

Dzięki zaangażowaniu proboszczów   ciechanowieckich kościół przetrwał do dziś w bardzo dobrym stanie i może cieszyć oko bogactwem form, ornamentów i złoceń.