Die evangelisch-lutherische Dreieinigkeitskirche in Bogenhausen (Merz-/Ecke Wehrlestraße) gehörte zunächst zum Verband der Pfarrgemeinde St. Johannes im benachbarten Haidhausen. Erst 1932 wurde die Gründung einer eigenen Gemeinde und damit eines Kirchenneubaus (seit 1930 bestand eine Notkirche in einer ehemaligen Arbeiterbaracke) beschlossen. Am 19. September 1937 wurde der Bau, den die Gemeinde mit dem Ankauf von Bausteinen im Wert von 1 Reichsmark mitfinanzieren half, feierlich eingeweiht. Der Entwurf mit den romanisierenden Anklängen und dem nordöstlichen Zwiebelturm stammt von Architekt Horst Wünscher.
Den Zweiten Weltkrieg überstand die Kirche zwar stark beschädigt, aber nicht zerstört, sodass sich bald wieder ein reges Gemeindeleben entwickelte. Ende der 1950er-Jahre wurde sogar der Einbau einer Empore erwogen, um mehr Platz für die wachsende Zahl der Gemeindemitglieder zu schaffen, aber stattdessen kam es zur Errichtung der Nazarethkirche in der Hörselbergstraße am Rande der Parkstadt Bogenhausen. Mit der wachsenden Bautätigkeit in den Außenbereichen des heutigen Stadtbezirks 13 wurden noch weitere Gemeinden selbstständig (Vaterunserkirche, Oberföhring, und Immanuelkirche, Denning), sodass die Dreieinigkeitskirche heute im wesentlichen für die rund 5600 evangelischen Bewohner im Bereich Altbogenhausen seelsorgerisch tätig ist. 2007 gab es angesichts schwindender Gemeindemitgliederzahlen und Finanznöten der evangelischen Landeskirche wieder Überlegungen zur Zusammenführung von Gemeinden im Rahmen einer »Regionalisierung« des Dekanats München.
Am 11. November 2007 wurde an einer Mauer vor der Dreieinigkeitskirche eine Gedenktafel an die jüdischen Opfer des Nationalsozialismus in Bogenhausen enthüllt.
2012 wurde die Kirche saniert und der Altarraum umgestaltet. Ein neues Lichtkonzept brachte Deckenspots statt der energetisch problematischen Radleuchter und der Taufstein wurde in den Mittelpunkt des Kirchenschiffs versetzt. Diese neue Positionierung rückt die Taufe als erstes Sakrament in eine Achse mit dem Altar. Durch die Umsetzung des Taufsteins entstand eine inhaltliche wie auch optische Leerstelle, die in einem mehrmonatigen Entwurfsprozess zusammen mit der Gemeinde aufgelöst wurde, indem an der rechten Seite ein Vorlesepult und ein Osterleuchter aus schwarz brüniertem Stahl entwickelt wurden. Ein aus dem gleichen Material gestalteter Meditationsort an dem Kerzen angezündet werden können ergänzt das neue Raumkonzept.