Перші згадки про аул Сарабулат, який лежав у цій місцевості відносяться до початку XIX століття.
У 1860-ті роки на місці аулу Сарабулат виникло село Ново-Троїцьке, яке в подальшому стало центром Ново-Троїцької волості Дніпровського повіту Таврійської губернії.
Станом на 1886 рік у селі, центрі Ново-Троїцької волості Дніпровського повіту Таврійської губернії, мешкало 1548 осіб, налічувалось 256 дворів, існували молитовний будинок, школа, 3 лавки, проходило 2 ярмарки на рік. За 48 верст — трактир. За 47, 49, 50, 54, 57 верст — соляні промисли. За 51 версту — соляна застава. За 29 верст — залізнична станція Новоолексіївка. За 55 верст — залізнична станція Чонгари.
У 1958 році Новотроїцьке стало селищем міського типу.
Станом початок 1974 року тут діяли птахокомбінат, харчовий комбінат, маслосироробний завод і комбікормовий завод.
У 1981 році чисельність населення становила 11,2 тис. осіб, тут діяли птахокомбінат, маслосироробний завод, завод з виробництва комбікорму і м’ясо-кісткового борошна, харчосмакова фабрика, управління експлуатації зрошувальних систем, райсільгосптехніка, райсільгоспхімія, міжколгоспна будівельна організація, комбінат побутового обслуговування, дві загальноосвітні школи, музична школа, спортивна школа, лікарня, поліклініка, Палац культури, кінотеатр, три бібліотеки та краєзнавчий музей.
У 1989 році чисельність населення становила 12 545 осіб.
У жовтні 1992 року Новотроїцька харчосмакова фабрика (раніше входила до виробничого об’єднання «Продтовари») була передана в комунальну власність.
У травні 1995 року Кабінет міністрів України затвердив рішення про приватизацію м’ясокомбінату, комбікормового заводу, райсільгосптехніки та автотранспортного підприємства.
Станом на 1 січня 2013 року чисельність населення становила 10 726 осіб.
