În marele „Dicţionar geografic al României” editat de Gheorghe Lahovary, C.I. Brătianu şi Grigore Tocilescu (vol.IV, fasc. II, pg.693, Bucureşti, 1901) se afirmă că 3 biserici au importanţă istorică în Piatra Neamţ: „Sfântul Ioan Domnesc”, „Valea Viei” şi „Sfinţii Trei Ierarhi”.
Călugărul italian Marco Bardini, care călătoreşte în Moldova în 1635, vizitează Târgul Pietrei, în care constată existenţa unei biserici de piatră (cea a lui Ştefan cel Mare) şi a două biserici de lemn, dintre care una se crede a fi cea de pe Valea Viei. A doua, credem a fi „ Sfinţii Trei Ierarhi” (înaintea celei de azi) dat fiind faptul că centrul comercial cel mai vechi se află în această parohie: „ Uliţa Mare”- Strada „Cuza Vodă”. Şi din diversele însemnări de pe cărţile de cult ale bisericii rezultă că înaintea actualei biserici a existat o alta, care avea cărţile ei de cult, pecetea sa, hramul şi cimitirul ei, aşezată tot pe terenul actualei biserici. După cum rezultă din pisania aşezată pe peretele de sud al bisericii se constată că actuala biserică a fost zidită între anii 1837-1847, sujitorul şi ostenitorul în construcţia ei fiind preotul Vasile Ştefănescu, iar protoiereul ţinutului Neamţ fiind economul Gheorghe Vasiliu. A fost sfinţită în 1848 de arhiereul Iustin Edesis.
Biserica a fost zidită cu ajutorul „multora”.
Aceasta are formă de cruce-treflă, având o lungime de 30 m, o lăţime de 10 m şi o înălţime de pe linia turlei centrale de 22 m. Are 3 turle rotunde, cea din mijloc mai mare, cu acoperişurile bombate, fără să aibă formă de ceapă şi cu poalele puţin răsfrânte. Grosimea zidului este de 1,5 m iar la punctele de sprijin al turlelor de 2 m. Are 5 ferestre – 4 la Naos şi una la Altar- larg deschise în formă de semicerc sus. Pe pereţi, la turle şi corpul bisericii se găsesc coloane cu suprafaţa dreptunghiulară şi capiteluri la 1,5 m distanţă între ele. Sub streaşină este o cornişă. La Altar, biserica are 2 contraforturi, semicilindrice, cu baze cubice. Interiorul bisericii are 4 despărţituri formate de 3 arcade.
Despărţitura întâia cuprinde cafasul cu scara de acces la clopotniţă având o boltă semisferică; despărţitura a 2-a pe care se sprijină turla mică dinspre apus; despărţitura a 3-a pe care se sprijină turla centrală cu cavităţile semicilindrice ale stranelor şi despărţitura a 4-a care formează Altarul, cu bolta semisferică şi pe care se sprijină turla mică dinspre răsărit. Lumină au numai turla centrală şi cea dinspre apus. Caracteristic este faptul că turla centrală se sprijină pe două rânduri de arcade cu pandantive. Materialul din care este construită biserica este pentru pereţi gresia, iar turlele, arcadele geamurilor şi ale uşiinsunt construite din cărămidă. Mortarul este din var şi nisip şi probabil, la turle, s-a folosit şi lutul. Este acoperită cu tablă galvanizată. Clopotniţa este anexată corpului bisericii la intrare având formă paralelipipedică cu baza unui dreptunghi 6/5 m. Are 2 etaje, în ultimul sunt clopotele. Pereţii au chenare cu cornişe acoperite cu o mică streaşină de tablă. Clopotniţa serveşte şi de pridvor având o uşă mare şi 8 ferestre.
În general biserica se impune prin simplitate şi eleganţă. Toată atracţia o constituie cele 3 turle care fără să fie nişte săgeţi gotice, apar ca trase de cer şi nu susţinute de pământ. Profesorul Iulian Antonescu afirmă că biserica este construită în stil moldo-polon.
Icoanele de valoare artistică sunt cele împărăteşti de la Catapeteasmă, şi cea a Maicii Domnului din faţa Catapetesmei, toate pe fond auriu, expresive şi cu adâncă trăire interioară. Sunt în stilul renaşterii ( aceasta din urmă este „Mona Lisa” lui Da Vinci). Două icoane ale Maicii Domnului, aşezate pe arcada de la intrarea în biserică, par interesante, una fiind în stilul lui Rembrandt şi alta, înfăţişând pe Fecioara şi Pruncul ca fiind de rasă neagră, cu părul scurt şi creţ şi fruntea bombată. Pe icoana rotundă din rândul de jos al catapetesmei, sub icoana Mântuitorului, există însemnarea: „IAN LAVE FECETE TEMPLU 1847 ANE”. Se vede că meşterul care a pictat catapeteasma a fost IAN LAVE, care pare să fie Ion Labă, care şi-ar fi estetizat numele.
Catapeteasma: cadrul icoanei Maicii Domnului din faţa Catapetesmei, scaunul arhieresc şi amvonul sunt frumoase lucrări de cultură. În special Catapeteasma cu stâlpi în spirală şi capiteluri cu bogate ornamentaţii florale şi forme geometrice, se impune prin frumuseţe.
Între obiectele de importanţă istorică avem o medalie jubiliară din argint aurit, emisă în anul 1783 de împăratul Austriei, Iosif al II-lea, un potir de argint frumos încrustat din 1836. Clopotul cel mare este turnat în 1847 de Constantin Bamnonca.
Biserica are o existenţă de 165 de ani, în acest timp ea a fost servită de preoţii Vasile Ştefănescu ( sub care s-a zidit), Dumitru Orza, Vasile Capşa, Ioan Chirca iar din 1952 Preot Dr. Constantin Munteanu şi preot Dragoş Munteanu. Din 1992 biserica este deservită de preot Ilie Ioan şi preot Viorel Popa. Începând cu 1.07.2011, alături de preot Viorel Popa a fost numit prin concurs, preot Ciprian Vasile Iftime, după ce în 22.02.2011 preotul Ioan Ilie s-a mutat la Domnul.
În anul 1974 biserica a fost pictată în tehnica „fresco” de pictorul Iosif Vass din Bucureşti.
În ultimul timp s-a ridicat o troiţă pe locul uneia mai vechi care a fost dărâmată cu 25 de ani în urmă, iar în curtea bisericii s-a construit o masă cu o cruce din marmură albă. Biserica „Sfinţii Trei Ierarhi” aduce un plus de frumuseţe acestor locuri legendare dominate de Biserica şi Turnul lui Ştefan cel Mare şi Sfânt.
