Первое упоминание о храме в селе Царево относится к 1627 году, когда в писцовой книге была зафиксирована деревянная церковь Илии Пророка. В 1887 году на месте обветшавшего здания была возведена новая деревянная церковь на средства прихожан, сохранявшаяся до середины XX века.
В советский период храм был сначала переоборудован под клуб, а затем полностью разобран на хозяйственные нужды. В начале 2000-х годов на месте исторического храма была возведена новая церковь в честь Казанской иконы Божией Матери. Здание было построено из кирпича с надстроенными куполом и звонницей, частично используя конструкции советской постройки.
Казанская церковь в Царево является преемницей исторического Ильинского храма, о чем свидетельствует наличие в учетных документах синонимичных названий: Церковь Илии Пророка в Царево, Ильинская церковь, Пророко-Ильинская церковь. Такая двойственность наименований отражает традицию освящения новых храмов на месте прежних с изменением посвящения главного престола.
Архитектурное решение современного храма отличается простотой форм, характерной для сельских храмов периода возрождения церковной жизни в России после 1990-х годов. Здание сочетает элементы традиционного церковного зодчества с практическими решениями, обусловленными ограниченными ресурсами строительства.
При храме находится могила местночтимой подвижницы блаженной Пелагии, почитаемой в традиции, аналогичной блаженной Ксении Петербургской. Также в церкви хранятся иконы с частицами мощей святых, включая блаженную Матрону Московскую, святителя Феофана Затворника и других угодников Божиих.
Храм относится к Касимовской епархии Русской Православной Церкви (Московский Патриархат). Регистрация прихода в качестве юридического лица состоялась 28 марта 2011 года. Приходская община включает жителей села Царево, где исторически сосуществуют представители православной и старообрядческой традиций.