Святкування Дня Святої Тройці або П’ятидесятниці, як і свято Пасхи, сягає своїм корінням ще в старозавітні часи. На п'ятдесятий день після старозавітної Пасхи (дня виходу єврейського народу з Єгипту), біля гори Синай, пророк Мойсей дав своєму народу Божий закон і заснував старозавітне священство. Так цей день став днем заснування старозавітної Церкви.
Подібним чином День Святої Трійці пов'язаний з новозавітною Пасхою, тому що на п'ятдесятий день після свого воскресіння з мертвих і на десятий день після вознесіння до свого Небесного Отця, Ісус Христос послав апостолам Утішителя – Духа Святого. Зішестям Святого Духа всьому людству був даний благодатний закон любові і затверджено новозавітне священство. Сіонська світлиця, в якій Святий Дух у вигляді вогненних язиків зійшов на апостолів, стала першим християнським храмом, а день зішестя Святого Духа став днем заснування на землі Новозавітної Церкви.
Спочатку П’ятидесятниця святкувалася разом з Пасхою, як одна із тісно пов'язаних з нею духовних подій, але вже в III столітті, за свідченням стародавніх церковних письменників, цей день оточений звичаями і обрядами, які вимагали не малого часу для свого попереднього розвитку і представляє собою широко поширене християнське свято.
У «Постановах Апостольських» – історичній літературній пам'ятці, що відноситься в різних своїх частинах до періоду від III до IV століття, від імені апостолів говориться «через десять днів після Вознесіння буває п'ятдесятий день від першого дня Господнього (Пасхи); цей день нехай буде великим святом». В іншому місці Апостольських постанов в числі днів, в які раби повинні бути вільні від роботи після Пасхи і Вознесіння згадується і П’ятидесятниця.
З IV століття згадка про П’ятидесятницю, і як про священний пасхальний період, і як про особливе свято, стають частими, якщо не сказати загальними. Закон візантійського імператора Феодосія Молодшого забороняє публічні видовища під час свят Пасхи і П’ятидесятниці. У святителів Іоана Золотоустого і Григорія Богослова є бесіди на день П’ятидесятниці. Вже Іоан Золотоустий згадує про звичай у цей день прикрашати будинки зеленню.
Від IV до нас дійшов докладний опис богослужіння в день П’ятидесятниці в Єрусалимській Церкві переданий однією західною паломницею Сільвією. З цього опису в ніч перед П'ятидесятницею бувало звичайне недільне бдіння в церкві Воскресіння, причому, як і в кожну неділю, єпископ читав Недільне Євангеліє. На світанку народ йшов до головної церкви (Мартиріума), де була проповідь і відбувалася звичайна літургія, яку намагалися закінчити до третьої години дня (близько 9:00 ранку). Після літургії весь народ і єпископ з піснями йшли на гору Сион. Там читалося місце з Діянь апостолів про зішестя Святого Духа, бувала проповідь про це і відбувалася інша літургія, після закінчення якої архідиякон запрошував народ о шостій годині зібратися на горі Елеон. До цього часу народ розходився по домівках відпочити.
Потім на горі Елеон відбувався хресний хід до самого місця Вознесіння Ісуса Христа, і там читалося Святе Писання, співали пісні та антифони, відповідні до святкового дня і місця. Потім вже в 9-ій годині здійснювалися молитви в церкві печери, де Христос навчав апостолів, там же відбувалася і вечірня служба. Звідти всі знову йшли в Мартиріум і в міські ворота входили вже вночі, там хресний хід зустрічали з безліччю світильників. В Мартиріум народ приходив вже о другій годині ночі (близько сьомій вечора), там співали пісні і читалися молитви з благословенням оголошених і вірних. Потім знову відбувалися молитви в храмі Воскресіння і нарешті відбувався хресний хід на Сион де бували читання, співалися псалми і антифони. Все закінчувалося близько півночі, таким чином Богослужіння майже безперервно тривало майже цілу добу. Щось подібне бувало тільки в ніч перед Великою П'ятницею.
Найдавніший відомий нам чин Богослужіння на П’ятидесятницю датується VII століттям, це єрусалимський чин, багато в чому збігається зі свідченнями Сільвії. У VIII столітті Іоаном Дамаскином Косьмою Маюмським складені канони на П’ятидесятницю. До IX століття відноситься повний чин богослужіння на П’ятидесятницю в уставі Великої Константинопольської церкви (св. Софії). Богослужіння П’ятидесятниці з цього уставу одне з найурочистіших в році.
Богослужіння Дня Святої Тройці, майже в нинішньому своєму вигляді, склалося в період XI-XIII століть.