Село Маминское было основано в 1682 году кунгурским крестьянином Игнатием Ивановичем Поповым, который обосновался на берегу реки Курай. Его сын Василий Игнатьевич Попов, получивший прозвище «Мамин сын», стал первым священником поселения и в 1731 году построил первую деревянную церковь. Это событие положило начало религиозной жизни в селе.
В XVIII веке деревянный храм несколько раз подвергался пожарам и был перестроен. В начале XIX века, в ознаменование победы в Отечественной войне 1812 года, было принято решение о строительстве каменного храма. Строительство началось в 1831 году и продолжалось около сорока лет. Главный храм во имя Архангела Михаила был освящён 8 ноября 1835 года. Правый придел во имя мучеников Флора и Лавра был освящён 18 августа 1871 года, а левый придел во имя святителя Митрофана, епископа Воронежского, — 23 ноября 1876 года.
В 1890 году, с разрешения епархиального начальства, началась капитальная перестройка приделов и колокольни. Работы проводились под руководством священника Петра Алексеевича Левицкого и завершились к 1900 году. В строительстве принимали участие все трудоспособные прихожане, каждый из которых отрабатывал по 5-6 дней. Кирпич для строительства изготавливался из местной глины. В результате храм приобрёл три предела и шесть куполов, две висячие лестницы, сорок четыре окна с решётками и восемь входных дверей. Вход украшали мраморные ступени. По периметру церкви была возведена каменная ограда с высокими кирпичными воротами. Росписью храма занимался екатеринбургский иконописец Иванов. В южном пролёте колокольни размещалось семь колоколов.
В 1937 году храм был закрыт, и его здание использовалось для различных хозяйственных нужд. В 1991 году приход был вновь открыт, а с 1993 года начались восстановительные работы. Был отремонтирован правый придел во имя Флора и Лавра, где возобновились богослужения. В июле 2012 года на храм были установлены новые купола.