Первое упоминание о храме в погосте Камено относится к XV веку. По преданию, первоначальная деревянная церковь была построена во второй четверти XV столетия в 2 верстах от современного местоположения. В 1426 году, во время нападения литовцев, храм подвергся поруганию - в нем держали лошадей. Чудотворная икона Божией Матери «Знамение» трижды исчезала из храма и каждый раз находилась на дереве у озера, что послужило причиной переноса церкви на это место после изгнания литовцев.
Деревянная церковь, стоявшая в начале XX века, предположительно являлась той самой, перенесенной после событий 1426 года. Она была построена из соснового леса, имела однопрестольный крестообразный план и завершалась одной главой. В 1847 году в ней установили новый иконостас. Колокольня, построенная в связи с церковью, к началу XX века лишилась колоколов, которые перенесли на колокольню каменного храма.
В 1873 году, в связи с увеличением населения погоста и ветхостью деревянной постройки, возвели новую кирпичную однопрестольную церковь в византийском стиле. Храм имел крестообразный план, свод и купол в средней части поддерживались четырьмя колоннами. В новую церковь перенесли древнюю икону Божией Матери «Знамение». В конце XIX века икону неоднократно приносили для общественных молений в Опочку и другие населенные пункты во время эпидемий и неурожаев.
Кирпичная колокольня была построена одновременно с церковью и имела семь колоколов. Самый большой колокол весил 52 пуда 1 фунт, второй - 22 пуда 7 фунтов. На них были изображены икона Божией Матери «Знамение» и головки херувимов.
В 1934 году храм был закрыт в ходе коллективизации. Колокольня разрушена, церковная утварь и иконы уничтожены, хотя некоторые образы, включая «Знаменскую» икону, удалось спасти местным жителям. Здание использовалось как склад для колхозного зерна, затем было заброшено. Деревянный храм сгорел в 1943 году во время немецкой оккупации.
В 2012 году начались работы по восстановлению каменного храма, инициированные местными жителями и поддержанные церковными властями. К 2018 году были завершены кровельные работы, бетонирование полов, установлены новые окна и двери. Реставрация продолжается за счет пожертвований.