La chiesa fu costruita nei primi tempi dopo la fondazione di Venezia, e divenne subito parrocchiale. Fu ricostruita nel 1028 dalle famiglie Barbarigo e Caravella. Dalla sua fondazione era sottoposta alle autorità dei patriarchi di Grado e dei vescovi di Olivolo. A causa di varie polemiche nel 1041 si giunse al compromesso: ambedue i prelati avrebbero eletto e comandato il vicario di San Trovaso. È questa un'importante testimonianza dei cattivi rapporti che nel Medioevo esistevano fra il clero gradense e il clero veneziano. Nel 1105 la chiesa fu rinnovata. Crollò nel 1583 e dal 1584 fu ricostruita in sette anni. Fu consacrata nel 1657. Fu rinnovata nell'Ottocento quando poté avere maggiori entrate di elemosine grazie all'accrescimento del circondario della parrocchia, a causa delle soppressioni delle vicine chiese.
La chiesa ha navata unica e volta a botte, con pianta a croce latina, varie cappelle laterali e un ampio presbiterio. All' interno, importanti opere tra cui tele di Jacopo e Domenico Tintoretto, Gaspare Diziani, Pietro Malombra e due pale d’altare di Palma il Giovane.
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