Первое упоминание о погосте в писцовых книгах относится к 1627–1629 годам. В 1747 году архимандрит Ярославского Спасского монастыря Иосиф при осмотре епархии зафиксировал наличие деревянной церкви Покрова Пресвятой Богородицы в Полозово-Раменье, а также ветхой деревянной церкви Архангела Михаила, которая была упразднена по решению Ярославского духовного правления.
В 1752 году разрешен ремонт Покровской церкви по прошению местного священника Афанасия Петрова и прихожанина. В 1791 году управляющий Олонецкого наместничества А. И. Чириков обратился с предложением о строительстве каменного храма на месте обветшавшего деревянного. В 1792 году заключен договор с подрядчиком И. М. Чувалдиным на возведение церкви, а в 1794 году освящен Никольский придел.
Основное строительство завершено к 1798 году, когда протоиерей рыбинского собора Михаил Соснин освятил Покровскую церковь. В XIX веке проводились обновления: в 1820 году заменен иконостас Никольского придела, в 1838–1840 годах достроен ярус колокольни, в 1847 году обновлен иконостас Покровского храма с заменой фона на белый.
В 1895 году увеличен Никольский придел за счет боковых пристроек. В 1908 году храм посетил архиепископ Ярославский и Ростовский Тихон. В 1918 году изъяты церковные капиталы, в 1922 году — церковная утварь и колокола. В 1932 году разобрана каменная ограда.
В 1945–1947 годах изготовлены посеребренные ризы для икон Покрова Пресвятой Богородицы и Нерукотворного образа Спасителя. В 1954 году перенесен алтарь Никольского придела. Реставрационные работы проводились в 1996–1999, 2010 и 2011–2013 годах.