Деревянный храм во имя святителя Митрофана Воронежского в Добрянке был заложен 1 августа 1836 года по проекту архитектора А.З. Комарова. Строительство велось с исключительной быстротой, и уже 1 января 1837 года архиепископ Пермский Аркадий освятил новопостроенную церковь. Однако в том же году из-за строительных недочетов часть здания пришлось разобрать и перестроить.
7 ноября 1839 года архиепископ Аркадий освятил в перестроенном храме новый придел во имя святителя Николая Чудотворца. В 1849 году граф С.Г. Строганов пожертвовал церкви древнее Евангелие 1606 года в серебряно-золоченом окладе, которое впоследствии было перенесено в новую Рождество-Богородицкую церковь.
В 1887 году проводился ремонт храма и церковной ограды. 14 ноября 1890 года на колокольне был установлен новый колокол, отлитый в память о чудесном спасении императора Александра III и его семьи при крушении поезда 17 октября 1888 года. Храм представляет собой образец провинциального деревянного зодчества в стиле «провинциального классицизма» и отличается оригинальной трехъярусной колокольней из уменьшающихся кубов.
В советский период храм продолжал действовать, за исключением кратких промежутков времени, что способствовало сохранению его внутреннего убранства, включая росписи и иконы XIX - начала XX века. В 1999 году приход был официально зарегистрирован как местная религиозная организация.