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Im Zentrum von Ludwigsburg, an der Ostseite des Marktplatzes, grenzt die freistehende, seit 1906 katholische Pfarrkirche zur heiligsten Dreieinigkeit den Marktplatz nach Osten hin ab. 1721 begonnen, wurde sie 1781 als evangelische Garnisonskirche geweiht. Die Dreieinigkeitskirche ist ein einschiffiger Putzbau mit Pilastergliederung und einem kleinen Glockenturm im Westen. Im Äußeren eher schlicht, ist sie auf Grund ihrer zentral gelegenen städtebaulichen Position gegenüber der evangelischen Stadtkirche äußerst präsent in der als Gesamtanlage geschützten Altstadt Ludwigsburg.
Neben der noch mehrheitlich bauzeitlichen Gestaltung zeigen sich an den Fassaden sichtbare Spuren früherer Reparaturmaßnahmen in Form von Ankerplatten. Die dazugehörigen Zugbänder sind unter Putz gelegt. Beide Elemente sind das Ergebnis einer früheren Instandsetzung, als es Setzungsprobleme im Chorbereich zu bannen galt, und damit Teil der Veränderungsgeschichte der Kirche und auch Dokument unterschiedlicher denkmalpflegerischer Herangehensweisen bei der Tragwerksinstandsetzung.
Der Innenraum wurde vielfach verändert und ist nicht mehr original, dennoch beinhaltet er heute einige wertvolle historische Elemente aus unterschiedlichen Epochen – darunter eine spätgotische Holzfigur „Madonna mit Kind auf der Mondsichel“ von guter bildhauerischer Qualität oder ein barockes Altargemälde „Taufe Christi“.