Строительство храма началось в 1888 году на средства уральского предпринимателя Альфонса Фомича Поклевского-Козелла. За процессом строительства строго следил приказчик Поклевского-Козелла по фамилии Жук, который тщательно контролировал качество работ и материалов. Храм был возведён по образцовому проекту из альбома архитектора Константина Тона, что обеспечило соответствие архитектурным традициям того времени. Строительство завершилось в 1891 году.
Архитектурно храм представляет собой однокупольное здание с колокольней в стиле классицизма. К западной части храма примыкала каменная двухъярусная колокольня.
Первым священником прихода был о. Ксенофонт Малышев, служивший с 1891 по 1896 годы. В этот период храм активно использовался для проведения регулярных богослужений и обрядов, укрепляя духовные связи в общине.
В августе 1939 года церковь была закрыта, что было частью общегосударственной политики по ограничению религиозной деятельности в советский период. После закрытия здание использовалось для различных нужд: сначала как зернохранилище, затем — до 1990-х годов — как клуб. За эти годы храм претерпел значительные изменения: были снесены колокольня, барабан и купол, утрачены треугольные фронтоны над боковыми входами, декор оконных и дверных проёмов, разобрана кованая ограда. От росписи сохранились лишь фрагменты на своде трапезной части.
С весны 2002 года в селе начались работы по восстановлению храма. Были учреждены религиозная организация и проведена очистка здания. В восстановлении принимали участие местные жители, органы власти, руководители предприятий и предприниматели. С 2008 года началась установка колокольни с куполом. 5 апреля 2013 года был установлен главный купол, освящены и установлены кресты. 5 октября 2013 года, в день 260-летия села Демарино, обновлённый храм был открыт и проведено праздничное богослужение.
12 сентября 2014 года, в день памяти перенесения мощей святого благоверного князя Александра Невского, епископ Троицкий и Южноуральский Григорий совершил освящение храма и возглавил Божественную литургию.
В 2021 году, в связи с 800-летием со дня рождения Александра Невского, у храма был установлен бюст святого князя, что стало значимым событием для местной общины и подчеркнуло историческую связь с именем святого.
