В 1795 году в восточной части села Быньги, на левом берегу реки Нейвы, была возведена деревянная часовня, относящаяся к раскольническому течению. 8 июля 1847 года, по высочайшему повелению, эта часовня была передана единоверческой церкви. В связи с ветхостью деревянного строения, в 1852 году началось строительство нового каменного храма на том же месте. Строительство продолжалось до 1861 года, и в 1871 году храм был освящён во имя Казанской иконы Божией Матери.
6 марта 1873 года в результате пожара пострадала кровля храма. Восстановительные работы завершились к 1885 году, после чего здание было повторно освящено. До открытия самостоятельного прихода 29 ноября 1899 года храм был приписан к Невьянской Рождество-Богородицкой единоверческой церкви. К началу XX века число прихожан составляло 218 мужчин и 234 женщины, часть из которых проживала в Петропавловском заводе и деревне Верхние Таволги.
Архитектурно храм представляет собой кирпичное здание, близкое по форме к центрическому. К основному кубическому объёму примыкают прямоугольные выступы: северный и южный служат притворами, восточный — алтарём, а западный, более удлинённый, — основанием колокольни. Нижняя часть стен отделана профилированным поясом и трактована как ступенчатый цоколь, обработанный ширинками и расчленённый пилястрами на постаментах. По углам всех объёмов расположен второй ярус пилястр. Фасадные детали — пояса, карнизы, пилястры, порталы — побелены и чётко выделяются на фоне кирпичных стен, от чего произошло неофициальное название церкви — «Красная». Храм увенчан низким куполом с главкой на двухъярусном восьмигранном барабане. Аналогичные, но меньшего размера главки установлены над углами храмового объёма. Колокольня возведена на основании, сходном с притворами здания, но дополненным аттиком, и имеет один ярус звона с арочным пролётом во всю ширину и высоту осевой грани.
