Строительство храма было инициировано в 1761 году основателем Богословского медеплавильного завода, верхотурским купцом и горнозаводчиком Максимом Михайловичем Походяшиным.Строительство велось с благословения митрополита Тобольского и Сибирского Павла.Нижний храм был освящён в честь праздника Введения во храм Пресвятой Богородицы архимандритом Верхотурского Николаевского монастыря Тихоном.Верхний храм был освящён в 1776 году во имя святого апостола и евангелиста Иоанна Богослова архимандритом Верхотурского монастыря Феодосием.
Архитектурно собор представляет собой двухэтажное здание, выполненное в стиле позднего уральского барокко с элементами сибирского барокко. Внешний облик храма характеризуется сложной формой купола, обилием небольших маковок и кокошников, а также орнаментом, выложенным из кирпича. Внутреннее пространство разделено на нижний и верхний храмы, каждый из которых имеет самостоятельный престол и алтарь.
Собор стал центром духовной жизни Богословского завода и окрестных поселений. Приход включал в себя не только работников завода, но и жителей близлежащих деревень, таких как Каква и Лобва. К началу XX века численность прихожан составляла около 4336 человек. При соборе функционировали десять деревянных лавок и два деревянных дома, которые сдавались в аренду, а вырученные средства использовались для нужд прихода.
В XIX веке собор несколько раз подвергался ремонтам и реконструкциям. В 1880 году была добавлена каменная пристройка с западной стороны для размещения лестниц при входе в верхний храм, заменившая ранее существовавшее открытое крыльцо. Внутреннее убранство храма обновлялось как на церковные средства, так и на пожертвования прихожан.
В 1930 году, в период антирелигиозной кампании советской власти, Введенский собор был закрыт. В 1938 году с колокольни собора были сброшены колокола, здание храма несколько раз пытались взорвать. Впоследствии здание использовалось в различных целях: в нём размещались клуб, склад и гараж. В результате этих преобразований внутреннее убранство храма было утрачено, а само здание пришло в запустение.
