Тюкалинск был основан в 1759 году как форпост на Сибирском тракте, способствовавший развитию торговли и культуры в регионе. В 1820-х годах в городе была возведена деревянная церковь, освящённая в честь Рождества Святого Иоанна Предтечи. К середине XIX века, в связи с увеличением численности населения и ветхостью деревянного строения, возникла необходимость в строительстве нового, более просторного храма.
В 1860 году, по инициативе местного купечества и при поддержке прихожан, было начато строительство каменного храма на месте старой деревянной церкви. Строительство продолжалось около десяти лет и завершилось в 1870 году. Новый храм был выполнен в стиле русского классицизма с элементами барокко, характерными для церковной архитектуры того периода. Здание имело крестообразную форму, увенчанную пятиглавием, с центральным куполом на массивном барабане и четырьмя малыми главами по углам. Фасады украшали пилястры и арочные окна с декоративными наличниками.
В 1930-х годах, в период антирелигиозной политики советского государства, храм был закрыт, а его имущество конфисковано. Здание использовалось под различные хозяйственные нужды, что привело к утрате многих архитектурных элементов и внутреннего убранства. В последующие десятилетия здание храма находилось в запущенном состоянии.
В 1990-х годах, с началом процесса возвращения религиозных объектов Русской Православной Церкви, здание храма было передано верующим. Начались восстановительные работы, направленные на реставрацию утраченных элементов и воссоздание первоначального облика храма. К началу 2000-х годов основные реставрационные работы были завершены, и храм вновь открыл свои двери для прихожан.