Первые упоминания о религиозных сооружениях на территории Новопышминского относятся к концу XVII века. В 1684 году на левом берегу реки Пышмы, на месте бывшего татарского городища, был построен острог с деревянной церковью во имя Архангела Михаила. Этот храм стал центром духовной жизни местного населения и дал название Архангельской горе, на которой он располагался.
В 1768 году на правом берегу Пышмы был возведён новый деревянный храм, также посвящённый Архангелу Михаилу. Однако с ростом населения и увеличением значимости села возникла необходимость в строительстве более прочного и вместительного каменного храма. Закладка каменного здания состоялась в 1796 году. В 1810 году был освящён придел в честь мученицы Параскевы, а в 1822 году — главный храм во имя Архангела Михаила. Перед революцией, в начале XX века, был освящён третий придел во имя святителя Николая Чудотворца, образованный за счёт перестройки трапезной.
Архитектурно храм представляет собой трёхчастное сооружение, включающее пятигранную апсиду, трапезную и колокольню, вытянутые по одной оси. Основной объём здания выполнен в стиле позднего барокко с элементами эклектики. Фасады украшены рустованными пилястрами, карнизами и арочными окнами с профилированными архивольтами. Колокольня состоит из массивных четырёхгранных ярусов и завершена восьмериком с куполом и шпилем. Внутреннее пространство перекрыто четырёхлотковым сомкнутым сводом без фонаря, а трапезная соединена с приделами широкими арками.
В 1864 году вокруг храма была построена каменная ограда с железной решёткой. В начале XX века церковный причт состоял из священника, диакона и псаломщика, для которых были построены три деревянных дома. К приходу относились две часовни в селе, а также часовни в деревнях Заимка и Мельничная.
В 1934 году, в период антирелигиозной политики Советского государства, был запрещён колокольный звон. 9 июля 1935 года храм был закрыт постановлением президиума облисполкома №1629. С 1935 по 1965 год в здании храма размещалась средняя сельская школа. Во время Великой Отечественной войны, с 1941 года, в церковных помещениях были размещены воспитанники детского дома №14, эвакуированные из-под Киева. В 1965 году школа была закрыта, а здание передано колхозу под складские помещения.
