Православный приход в селе Танайка известен с середины XVII века. Первоначально деревня Танайка (упоминаемая в 1646 году как «деревня на Танайке») принадлежала Троицкому мужскому монастырю, располагавшемуся у Чёртова городища близ Елабуги. В 1764 году крестьяне были переведены в разряд экономических, а затем государственных.
Каменный трёхпрестольный храм в честь Архангела Михаила строился с 1806 по 1833 год на средства елабужских купцов и прихожан. Правый придел, освящённый в 1815 году, был посвящён Богоявлению Господню, левый (1819) — преподобному Сергию Радонежскому. Главный престол освятили в 1833 году. Храм выполнен в стиле классицизма, с колокольней и куполом, утраченными впоследствии.
В XVIII–XIX веках в приходе служили две династии священников. С 1748 по 1798 год — священник Пётр Иванов, затем его сын Пётр Петров (до 1816), а после — внук Григорий Несмелов (до 1844). Параллельно с 1781 по 1811 год служил священник Григорий Семёнов, затем его сын Захарий Танаевский (до 1838) и внук Иван Танаевский.
В 1930-х годах храм был закрыт, венчания разрушены, а здание использовалось как клуб. В 1990-х годах произошёл пожар, после которого сохранились лишь стены до уровня карнизов трапезной. В 2002 году рядом был построен молитвенный дом в честь Архангела Михаила, так как восстановление основного здания оказалось невозможным в краткие сроки.
В 2016 году начались работы по расчистке территории храма и подготовке к восстановительным работам, организованные при участии архиерейского подворья и благотворителей. На месте храма ранее находилось монастырское кладбище, пришедшее в запустение.