Село Грязновское было основано в 1690 году крестьянином Иваном Топорковым, выходцем из деревни Топоркова Верхотурского уезда. В конце XVIII века население села значительно увеличилось, что обусловило необходимость создания самостоятельного прихода. В 1807 году Грязновское отделилось от Бруснятского прихода, включив в свой состав деревни Голопупова, Чудова и Бараба.
Строительство каменного храма началось в 1805 году. В 1807 году был освящён первый придел во имя великомученика Димитрия Мироточивого. Главный престол, посвящённый Покрову Пресвятой Богородицы, был освящён 29 мая 1830 года. Третий придел, во имя святителя Модеста Иерусалимского, был освящён 26 октября 1863 года. Таким образом, храм приобрёл трёхпрестольную структуру, что соответствовало традициям православного храмового строительства того времени.
Архитектурно здание представляет собой каменное сооружение с классическими чертами, характерными для храмов начала XIX века. Фасады украшены элементами, типичными для провинциального зодчества того периода. Внутреннее убранство храма включало иконостасы, соответствующие каноническим требованиям Русской Православной Церкви.
В начале XX века причт храма состоял из одного священника, одного диакона и одного псаломщика. Для их проживания имелись два общественных дома и один церковный дом. Приход насчитывал 1672 мужчины и 1791 женщину, все прихожане были русскими православными земледельцами.
В 1941 году, в период антирелигиозной политики Советского государства, храм был закрыт. Здание использовалось не по назначению, что привело к его частичному разрушению и утрате многих элементов внутреннего убранства.
В 1993 году храм был возвращён Русской Православной Церкви. С этого времени начались восстановительные работы, направленные на возвращение храму его первоначального облика и духовного значения. В 2018 году была проведена реставрация, в ходе которой были восстановлены архитектурные элементы и внутреннее убранство храма.
