1428
Im gräflichen Salbuch von 1428 war erstmals von "de twe hus to Osterenborch" die Rede. Die Erwähnung gilt als erstes geschichtliches Dokument Osternburgs. Aus den zwei Häusern hat sich eine Ortschaft entwickelt, die 1616 von Graf Anton Günther als eigenständige Gemeinde anerkannt wurde.
1614
Graf Anton Günter entscheidet sich der 'Gemeine zu Osternburg' eine Kirche zu erbauen. Das Grundstück für den Kirchenbau wird Claus Kloppenburg abgekauft. Es liegt westlich eines damals schon bestehenden Friedhofs. Das Holz für den Neubau wird aus den Gemeinden Hatten und Wardenburg geliefert.
1616
Nach nur zwei Jahren Bauzeit wird die Kirche eingeweiht. Sie hat zunächst keinen steinernen Turm, sondern einen freistehenden hölzernen Glockenträger. Der Haupteingang war an der Süd- oder Längsseite unter dem gräflichen Wappen. Einen zweiten Eingang gab es möglicherweise im Nordgiebel. Der Nordeingang zur Empore wurde erst später angebaut. Die Kanzel ist auch auf 1616 datiert. Sie trägt die Wappen des Grafenpaares Anton Günther und Sophia Catharina. Taufstein und Taufbecken stammen eventuell auch aus diesem Jahr, wobei der Taufstein wahrscheinlich älter ist. Höchstwahrscheinlich stammen sie aus der Werkstatt von Ludwig Münstermann.
1622
Osternburg wird der Stadt Oldenburg zugeschlagen und eingemeindet.
1634
Die Balkendecke wird von Johann Kirchding d. J. bemalt. Er war Schreibmeister am Oldenburger Hof.
1636
Die Emporen erhalten ihren kaligrafischen Schmuck mit Bibelsprüchen, ebenfalls von Johann Kirchding d. J. In diesem Jahr wird auch das Altarretabel fertiggestellt.
1643
Knapp 30 Jahre nach ihrer Einweihung ist die Kirche offensichtlich bereits zu klein. Für eine Vergrößerung wird in einer überörtlichen Kollekte gesammelt. Zur Erweiterung kommt es aber noch nicht.
1650
Die Dreifaltigkeitskirche erhält die große Glocke, die noch heute im Turm hängt. Die Glocke hat einen Durchmesser von 95 cm. Die Inschrift nennt damals die Dreifaltigkeit als Namen der Osternburger Kirche. Sie ersetzt ein ältere Glocke, die durch Fahrlässigkeit des Küsters ihren Klang verloren hatte.
1680
Erstmals wird eine Orgel erwähnt.
1709
Für eine "neue Priechel" werden vier Bilder der Evangelisten angeschafft und ein Bildnis Martin Luthers.
1715
Die Kirche erhält eine neue Orgel, vermutlich aus der Werkstatt von Arp Schnitger.
1734
Die Kirche wird nach Westen um 4.00 m verlängert und ein steinerner Kirchturm angebaut. Durch diese Baumaßnahme erhielt sie ihr heutiges Aussehen.
1820
Die Arp-Schnitger-Orgel wird durch eine neue Orgel aus der Werkstatt von Johann Gerhard Schmid aus Oldenburg ersetzt.
1858
Die zehn großen Fenster werden zu ihrer heutigen Größe und Form umgebaut.
1917
Das Christusfenster (von den Konfirmanden auch häufig despiktierlich Fußballfenster genannt) wird bei dem Bremer Glaskünstler Georg K. Rohde in Auftrag gegeben und zwei Jahre später rechts neben dem Altar eingebaut.
1919
Die Kirche erhält erneut eine neue Orgel mit 16 Registern.
1926
Das "Kinderfenster" wird an der Südwand der Kirche eingebaut.
1927 – 1930
Die Kirche wird grundlegend renoviert
1927
Der Kirchturm erhält ein Kupferdach. Die barocke Turmspitz und die alte Wetterfahne werden ersetzt. Die bis dahin hölzerne Außentreppe zur Empore wird durch eine Steintreppe ersetzt.
1930
Die Holzdecke, die Schriften an der Empore und die Altarretaren werden restauriert.
1945
Durch einen Bombentreffer auf die benachbarte Turnhalle wird die Kirche erheblich beschädigt.
1956
Die Kirche erhält ihre heutige Orgel mit 27 Registern aus der Werkstatt von Alfred Führer, Wilhelmshaven.
1965 – 1966
Im Rahmen größerer Renovierungsarbeiten werden die Nordempore verkürzt, Fenster versetzt, das Chorfenster neugestaltet und Kriegsschäden beseitigt.
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