Село Новоалексеевка было основано в 1800 году переселенцами, преимущественно из Екатеринбургского, Камышловского и Шадринского уездов. Основным занятием новосёлов было обеспечение Верх-Исетского завода древесным углём. В 1847 году на средства заводовладельцев Яковлевых была заложена деревянная церковь во имя святого Алексия, человека Божия, освящённая в 1850 году. В том же году деревня получила статус села и была переименована в Новоалексеевку.
В 1891 году на средства купчихи Анны Афанасьевны Ашукиной был заложен новый каменный храм Алексия, человека Божия, спроектированный архитектором Константином Терским. Строительство было завершено в 1903 году. Храм был одноглавым, с апсидой и пристроенной колокольней, выполненным в эклектическом стиле с элементами классицизма. Интерьер украшали лепнина и роспись.
В советский период, начиная с 1920-х годов, храм был закрыт, а его здание использовалось для светских нужд, включая дом пионеров. В 1930-е годы церковь была снесена, а на её месте устроен пионерский парк. На территории бывшего монастыря также были проведены значительные изменения, включая строительство автодороги и жилых домов.
В 1991 году, после долгого запустения, храм был передан Русской Православной Церкви. В 2002 году в восстановленном храме были возобновлены богослужения. В 2004 году был освящён фундамент для строительства нового деревянного храма, который был завершён и освящён в 2005 году.
