Строительство храма было инициировано в 1832 году на средства горного инженера Матвея Протасова.Каменный однопрестольный храм был возведен в классическом стиле и освящен в 1841 году.Первоначально церковь была приписана к Введенскому собору Богословского завода и предназначалась преимущественно для проведения отпеваний.
С закрытием Введенского собора в 1930 году Казанская церковь приобрела статус приходской. Несмотря на сложные времена советского периода, храм не был закрыт, хотя с 1937 по 1943 год богослужения в нем не проводились из-за отсутствия священнослужителей, многие из которых подверглись репрессиям. В этот период местные верующие самостоятельно поддерживали храм в надлежащем состоянии.
Благодаря тому, что церковь оставалась действующей, в ее интерьере сохранились элементы старинного убранства, включая частичные фресковые росписи стен и иконостас, который, по преданию, был расписан итальянскими мастерами в XIX веке.
В 2006 году в храме был проведен капитальный ремонт, в ходе которого были укреплены стены и потолочные перекрытия, а также обновлены штукатурка и покраска стен. Эти работы значительно преобразили внешний и внутренний облик здания.
Вблизи алтарной части храма сохранились старинные каменные и металлические надгробия священнослужителей и прихожан. Среди них могилы врача Ивана Белавина, родного брата Патриарха Тихона, который способствовал строительству одной из лучших на Урале больниц на Богословском заводе, а также Анны Пономаревой-Поповой, матери известного физика Александра Попова, изобретателя первого радио.
