Православная община в городе Мегионе была зарегистрирована 23 октября 1991 года. Инициатором её создания стала группа верующих во главе с первой старостой. Первоначально богослужения проводились в приспособленном помещении бывшего магазина «Теремок», которое было приобретено общиной в январе 1992 года. Это здание подверглось перепланировке, в нём установили иконостас, изготовленный в Тобольске. В 1992 году епископ Тобольский и Тюменский освятил храм в честь иконы Покрова Пресвятой Богородицы.
В 1993 году началась разработка проекта нового храма. Главный архитектор города составил эскизный проект, который в 1994 году был утверждён архиепископом Тобольским и Тюменским. Финансирование строительства осуществлялось за счёт средств нефтяной компании «Славнефть-Мегионнефтегаз» и городской администрации. Трёхстороннее соглашение о строительстве было заключено в 1999 году.
24 июня 1999 года состоялось освящение места под строительство нового храма. Возведение храмового комплекса началось весной 2000 года. Колокола для храма были отлиты в июне 2001 года на предприятии в Каменск-Уральском. Строительство завершилось в августе 2001 года, на четыре месяца раньше запланированного срока.
16 августа 2001 года в новом храме был совершён благодарственный молебен по случаю завершения строительства. 31 августа 2001 года состоялось освящение храма архиепископом Тобольским и Тюменским. Храм был построен по традиционной объёмно-планировочной схеме с пятью главами и трёхчастной апсидой. В декоративном убранстве использованы мотивы русского церковного зодчества XVII века.
При храме был построен Дом причта, в котором разместились библиотека, классы воскресной школы и служебные помещения. Воскресная школа начала работу вскоре после открытия храма. На территории храмового комплекса также была устроена крестильня, где проводились занятия для взрослых.