Строительство храма началось в 1904 году и было завершено в 1908 году.Храм был возведён на средства прихожан и первоначально являлся приписным к Николаевской церкви, главной на территории Верхнетуринского завода Верхотурского уезда Екатеринбургской епархии.
Архитектурно здание выполнено в стиле русской псевдоготики. Каменный храм из красного кирпича был возведён на возвышенности, что делает его видимым с различных точек города. Основной объём храма представляет собой массивный четверик, увенчанный крупным куполом на цилиндрическом барабане. Фасады здания украшены арочными окнами, пилястрами и декоративными элементами, характерными для псевдоготического стиля. Крыша изначально была покрыта железом.
17 октября 1908 года был освящён единственный престол храма во имя святого благоверного князя Александра Невского. 15 января 1911 года Святейший Правительствующий Синод издал указ об открытии самостоятельного прихода при Александро-Невской церкви Верхнетуринского завода с причтом из священника и псаломщика. 18 февраля 1911 года на должность священника прихода был назначен Леонид Михайлович Коровин, выпускник Пермской духовной семинарии. 19 февраля 1911 года прошло первое торжественное богослужение в храме.
В 1912 году на церковной усадебной земле были построены дома для священно- и церковнослужителей на средства прихожан. К 1922 году приход включал 447 домов в Верхней Туре, а также населённые пункты Боровая и Мостовая, с общей численностью прихожан около 3 500 человек.
В 1923 году была зарегистрирована Верхнетуринская Александро-Невская православная община. В 1920-х годах в результате обновленческого раскола и политических репрессий сменилось несколько священнослужителей храма. В 1934 году был запрещён колокольный звон, а в 1940 году храм был закрыт.
После закрытия здание храма использовалось не по назначению и постепенно приходило в упадок. К 1990 году здание находилось в полуразрушенном состоянии. В 1990 году начались работы по восстановлению храма. К февралю 1991 года были выполнены основные плотницкие работы, настелен временный пол, установлен временный иконостас. 23 февраля 1991 года состоялось повторное освящение храма, которое возглавил архиепископ Екатеринбургский и Верхотурский Мелхиседек.
