W 1753 wiernym udostępniono jedną z dworskich świątyń pod wezwaniem Ikony Matki Bożej „Życiodajne Źródło”. Budowa nowej świątyni nie została podjęta, ponieważ władze świeckie i cerkiewne oczekiwały, że parafianie sami sfinansują inwestycję, na co chłopi z Worobiowa i sąsiednich wsi nie mieli środków. W 1757 wzniesiona trzydzieści lat wcześniej cerkiew zawaliła się; do użytku liturgicznego nadawał się jedynie boczny ołtarz św. Aleksego. Nabożeństwa przed nim odbywały się jeszcze do 1768, po czym zniszczony obiekt sakralny zamknięto, a w latach 90. XVIII w. rozebrano.
Murowana cerkiew Trójcy Świętej w Worobiowie została ostatecznie wzniesiona w 1811 z ofiar parafian i innych darczyńców, z cegły. W tym samym roku wzniesiono również pomnik upamiętniający miejsce, gdzie znajdował się ołtarz główny starszej świątyni. Nowa świątynia posiadała ołtarz główny Trójcy Świętej (poświęcony w 1818) oraz ołtarz boczny św. Mikołaja (oddany do użytku siedem lat wcześniej). Konsekracji obiektu dokonał w 1818 miejscowy proboszcz ks. Joann Joannow. Pięć lat później w budynku pojawił się jeszcze jeden ołtarz boczny św. Sergiusza z Radoneża.