Parafia rzymskokatolicka w położonym w odległości 72 kilometrów od Lwowa Olesku ma długą, ponad pięćsetletnią historię. Długo za datę jej powstania przyjmowano rok 1481, nowsza literatura wskazuje jednak na datę o ponad pięćdziesiąt lat wcześniejszą - 1428.

Nie zachowały się żadne wiadomości dotyczące pierwotnego kościoła parafialnego w Olesku, chociaż podejrzewać możemy, że była to konstrukcja drewniana. Pierwsza odnotowana konsekracja kościoła w Olesku przypadła na rok 1597, gdy poświęcił go biskup łucki Bernard Maciejowski. Nieznana pozostaje nam jednak data początku budowy świątyni. Przekazy z XVII wieku twierdziły, że fundatorką kościoła była Jadwiga Kamieniecka.

Kościół parafialny w Olesku, pomimo tego, że znajdował się w województwie ruskim, przez trzysta lat należał do diecezji łuckiej. Do Archidiecezji Lwowskiej parafia została przyłączona dopiero po rozbiorach, na mocy postanowienia cesarza Józefa II.

W wieku XIX kościół dwukrotnie zniszczony został przez pożary. Pierwszy z nich wybuchł w 1806 roku, a po wyjeździe proboszcza, w latach 1808-1809, parafia prowadzona była przez miejscowych kapucynów. Drugi z pożarów wybuchł w 1841 roku. Po nim kościół w Olesku został gruntownie przebudowany. Świątynia podzielona została na trzy nawy, dobudowano także nowe sklepienie i dachy.

Wiek XX
W 1927 roku kościół gruntownie przebudowany został przez architekta Bronisława Wiktora - przybudówki otrzymały nowe nakrycia, wykonany został nowy szczyt, częściowo przekuto kamienny fryz na korpusie i prezbiterium, wymieniono sygnaturkę, a w ogrodzeniu wzniesiono nowy mur. Architektura kościoła do dziś w większości zachowała stan z tej właśnie przebudowy. Kilka lat później, w latach 1929-1934, odnowione zostały ambony, ołtarze i organy.

Po drugiej wojnie światowej kościół zamknięto. Od tego czasu pełnił funkcję składu, co odcisnęło swoje piętno na stanie zachowania świątyni; dopiero przejęcie kościoła przez Lwowską Galerię Obrazów powstrzymało proces dewastacji budynku. Oleska parafia po czterdziestu latach nieistnienia ponownie została zarejestrowana w roku 1991, kościoła pw. Świętej Trójcy nie udało się jednak odzyskać. Dwa lata później, w 1993 roku kościół pod wezwaniem Św. Trójcy w Olesku został przekazany Ukraińskiej Autokefalicznej Cerkwi Prawosławnej.

Architektura:
Położony przy wschodnie stronie rynku Kościół pw. Św. Trójcy w Olesku wzniesiony został z głównie z cegły; po kamień sięgnięto jednak w przyziemiu i w detalach architektonicznych. Składa się z trójprzęsłowego i trójnawowego (za sprawą przebudowy z lat 40. XIX wieku; początkowo korpus kościoła był jednonawowy) korpusu w typie hali nakrytej sklepieniem kolebkowo-krzyżowym oraz dwuprzęsłowego prezbiterium zamknięte trójbocznie o sklepieniu krzyżowo-żebrowym.

Od kościelnego korpusu odchodzą dwie kaplice - od północy kaplica pw. Niepokalanego Poczęcia Marii, a od strony południowej - kaplica pw. Św. Jana Ewangelisty, będącą jednocześnie dolną kondygnacją wieży-dzwonnicy. Od frontu kościół posiada przybudówkę zbudowaną na planie kwadratu, mieszczącą kruchtę oraz chór muzyczny. W świątyni, we wschodniej jej części odnajdujemy także kryptę grobową Daniłowiczów.

Chociaż kościół pw. Św. Trójcy w Olesku powstał w drugiej połowie XVI wieku, to kilka elementów jego architektury - plan korpusu i prezbiterium, sklepienie krzyżowo-żebrowe w prezbiterium i narożne skarpy - zdradzają inspirację gotycką architekturą sakralną. Z drugiej jednak strony, półkoliste zamknięcia okien oraz dekoracja architektoniczna (przede wszystkim portale ujmujące wejścia do z kruchty do nawy oraz z prezbiterium do zakrystii) sięgają po cechy późnego renesansu.

Dachy, którymi przykryty jest kościół w Olesku to w większości dachy dwuspadowe; jedynie absyda posiada dach wielospadowy, a zakrystia - dach pulpitowy. Wszystkie dachy, jak również kopuła kaplicy i hełm wieży kryte są blachą.

Wyposażenie kościoła
Na wyposażenie kościoła w Olesku składają się rokokowy ołtarz główny, cztery ołtarze boczne i ambony. Wykonane zostały w trzeciej ćwierci XVIII wieku w drewnie. W kościele odnajdujemy także epitafium zmarłego w 1618 roku Jana Daniłowicza wykonane z czerwonego marmuru, zdobione owalnym medalionem przedstawiającym chłopca jako rycerza. W posadzce przed wejściem do krypty odnaleźć możemy także płytę nagrobną Jana Daniłowiecza, wojewody ruskiego, zmarłego w 1628 roku, która zdobiona jest czterema herbami.

Część wyposażenia zachowała się w kościele, los wielu elementów jednak, zwłaszcza wyposażenia zakrystii, pozostaje do dziś nieznany.