Первые упоминания о храме в селе Александрово относятся к началу XVIII века. В архивных документах сохранились сведения о деревянной церкви, освященной в честь Казанской иконы Божией Матери. Храм был построен на средства местных прихожан и помещиков. В клировых ведомостях за 1723 год указано, что церковь имела один престол и колокольню.
В 1802 году на месте обветшавшего деревянного храма началось строительство каменного здания. Работы велись на пожертвования купцов из соседнего города Павлово. Новый храм был освящен в 1805 году. Архитектурный стиль здания соответствовал традициям русского классицизма с элементами барокко. Храм имел три престола: главный - в честь Казанской иконы Божией Матери, и два боковых - во имя святителя Николая Чудотворца и преподобного Сергия Радонежского.
В 1859 году к храму была пристроена трапезная часть и новая колокольня. В конце XIX века вокруг церкви возвели каменную ограду с чугунными решетками. В приходе действовала церковно-приходская школа, где обучались дети из окрестных деревень.
В 1937 году храм был закрыт советскими властями. Здание использовалось как складское помещение. В годы Великой Отечественной войны в церкви размещался эвакуационный пункт. В послевоенный период здание постепенно приходило в упадок.
В 1991 году храм был возвращен Нижегородской епархии. Начались восстановительные работы, которые продолжались до 2003 года. В процессе реставрации были воссозданы утраченные элементы декора, восстановлена роспись стен. В настоящее время храм является действующим и имеет статус памятника архитектуры регионального значения.