キリスト教が広がる過程で、教理解釈のさまざまな異論が生まれていった。4世紀初め頃、アレイオスによって説かれた「御子は御父と同一の実体ではなく (?τεροο?σιο?) 神性を持たない」と考えるアリウス派が、当時は神学において首位を担っていたアレクサンドリア学派と激しく対立した。教理の混乱に収拾がつかず社会問題にまで発展したため、ローマ帝国皇帝コンスタンティヌス1世は公会議を召集、325年第1回ニケーア公会議（ニケア公会議）において、アレクサンドリア教会の助祭アタナシウスらの論駁により、アリウス派側が異端として敗北した。アタナシウスはさらに書簡などの中で、聖霊が御父と同一の実体 (同本質: ?μοο?σιο?) とすることを説いた。後、彼はアレクサンドリア教会の総主教（総大司教）に叙階され、三位一体の教理の創始者の第一人者となった。
4世紀後半から5世紀の初め頃には「聖霊は神性を持たない (Pneumatomachi)」とする考えが、ヘレスポントスに隣接している国々のマケドニア人の間で普及した。そして、御父と御子と聖霊の実体は同本質ではなく類似 (?μοιο?σιο?) とする類似派、「御父と御子と聖霊は、一つの神の性質に過ぎず、御父みずから受肉（籍身）しキリストとなった」と考えるサベリウス派などが現れた。これらは、381年の第1回コンスタンティノポリス公会議で異端として排斥された。そしてこの公会議の際、ニカイア信条は拡張されニカイア・コンスタンティノポリス信条が採択され、三位一体の教理はほぼ完成に達した。このときも、アレクサンドリア学派の教父ら（特にカッパドキアの三教父が知られている）が活躍したとされる。
詳細はニカイア・コンスタンティノポリス信条を参照
しかしながら、ラテン系の西方教会において、ニカイア・コンスタンティノポリス信条がラテン語に翻訳される際、ギリシャ語本文の聖霊に関する箇所において、「父から発出する」を意味する “?κ το? Πατρ?? ?κπορευ?μενον” を「父と子から発出する」の “ex Patre Filioque” と訳し、「子とともに」の Filioqueを付加した。Filioqueとは、「子」を意味する名詞filiusに「ともに」を意味する接尾辞的接続詞queが附加されたものである。ローマ司教会議はFilioqueを正文と決定したが、公会議を通さずに行われたこの変更に、ギリシャ系の東方教会は強く反対した。これがいわゆるフィリオクェ問題 (Filioque) である。フィリオクェ問題は、やがて東西合同で執り行われたフィレンツェ公会議で採り上げられ、一旦ギリシャ系の主教らは「父から子を通して」を承認したが、ロシア正教会は公会議に出席したキエフ主教を破門し、決議の承認を撤回した。
これによって東西教会の分裂はそのままにされることとなった。ローマ教会ではトリエント公会議の第2回総会で、“Filioque” を加えたラテン語の信条が改めて承認された。
詳細はフィリオクェ問題を参照
正教会では、アンドレイ・ルブリョフが描いたものが代表的な、アブラハムを訪ねる三人の天使（『創世記』）に拠る『至聖三者』の聖像が、唯一正当な至聖三者の図像表現として公認される。これは西方にも伝わり、聖像を用いる教派で使われている。[2]
西方ではルブリョフとともに「老人の姿の父、キリスト、鳩または火の姿で表される聖霊」の図像も広く用いられている。代表的な作例にマザッチオの『聖三位一体』がある。これは十字架上のキリストとともに父および鳩の形をした聖霊を描いたものである。
このほかに、正教会でも近代に西方から入った「老人の姿の父、全能者キリスト、鳩または火の形をした聖霊」という図像もある。これは公認されていないが、ロシアを中心に伝播している。それより古く西方から入った「老人の姿の父、幼子キリスト、鳩または火の形をした聖霊」の図像は、1667年のモスクワ教会会議により、「見えざる父を描くことはできない。父を顕わす事が出来るのはキリストだけである」との理由にもとづき禁止された。[3]
キリスト教以外にも三位一体の思想はある。
フェミニストのバーバラ・ウォーカーなどは、三位一体は本来古代オリエントにおいて、父と母と子、あるいは乙女と母と老婆が同一の存在として君臨する様であると指摘する。即ち、ギリシャ神話や北欧神話に見られる運命を司る三姉妹の女神である。
ヒンズー教のトリムールティと三位一体の相同については、論者により意見が分かれる。
日本では三位一体を、単に「3つの物を併せて」という程度の意味に使うこともある。小泉純一郎が内閣総理大臣であったときに提唱した「三位一体の改革」が一時話題となった。三位一体は他力本願などと同様、日本では俗化されかつ本来の意義を逸脱した意味で使われることの多い宗教用語である。
その他トリニティ実験
三位一体にことさらに捧げられた教会・大学寮などが存在する。
