Родился в семье причетника. Окончив Каргопольское духовное училище и Олонецкую духовную семинарию, поступил в Петербургскую Духовную Академию, которую окончил в 1859 году со степенью магистра.

Преподавал в Олонецкой Духовной семинарии логику, психологию, патристику и латинский язык. С 1861 года преподавал в Санкт-Петербургской Духовной Академии на кафедре греческого языка; 1863 года — на кафедре общей церковной истории. В 1875 году защитил диссертацию на соискание ученой степени доктора богословия. С 1884 года до выхода в отставку занимал кафедру истории и разбора западных исповеданий.

С 1874 года читал лекции по церковной истории в на историко-филологическом факультете Санкт-Петербургского университета в должности приват-доцента. В 1880—1901 гг. — профессор этого университета по кафедре истории церкви.

В 1876—1891 годах ежегодно помещал в журнале «Церковный Вѣстникъ» историческое обозрение «Православный Восток и инославный Запад в минувшем году». Был членом Императорского Православного палестинского общества.

В 1880—1890 годах — редактор и цензор журнала «Христианское Чтенiе».

С 1878 по 1898 год через него, как советника обер-прокурора Святейшего Синода К. П. Победоносцева, проходила вся дипломатическая почта с Востока (Константинополь, Иерусалим и пр.), касающаяся церковных дел; все меры, предпринимавшиеся Святейшим Синодом в восточной политике, согласовывались (или разрабатывались) им. Был одним из организаторов Русского археологического института в Константинополе (вопрос о его учреждении обсуждался с декабря 1888 года). С 1878 года состоял в интенсивной переписке с Георгием Павловичем Беглери́ (1850—1923) — греком, родившимся в Константинополе и принявшим российское подданство; последний информировал Троицкого о состоянии дел и настроениях в Патриархии и других церковных, политических и научных новостях. Большую часть писем от Беглери Троицкий перенаправлял Победоносцеву.

С 1892 года состоял членом Комиссии Святейшего Синода по старокатолическому вопросу.

В 1899 году вышел в отставку.

Скончался 2 августа 1901 года, 4 августа погребён на Никольском кладбище Александро-Невской лавры.