Село Полянки, ранее известное как Полянский городок, ведёт свою историю с конца XVI века, со времён правления царя Бориса Годунова, когда оно было основано при проведении Тетюшской засечной черты. В последующие годы село переходило во владение различных владельцев, включая польских шляхтичей и стольника Фёдора Змеева. В 1754 году село приобрёл поручик лейб-гвардии Семёновского полка Логин Иванович Лихачёв, ставший родоначальником казанской ветви рода Лихачёвых.
Одним из условий приобретения села было строительство каменной церкви. Логин Иванович Лихачёв выполнил это обязательство, и в селе была возведена церковь во имя Покрова Пресвятой Богородицы с приделом во имя Николая Чудотворца. Храм был построен в стиле, характерном для русской православной архитектуры XVIII века, и располагался недалеко от главного усадебного дома Лихачёвых.
В ограде храма находились захоронения представителей рода Лихачёвых, что подчёркивало его значение как семейной усыпальницы. Семья Лихачёвых внесла значительный вклад в развитие села и региона, занимаясь собирательством и меценатством. Особенно выделяется Андрей Фёдорович Лихачёв, чья коллекция древностей послужила основой для создания в 1895 году городского общедоступного музея в Казани, ныне известного как Национальный музей Республики Татарстан.
Летом 1918 года, в ходе революционных событий, усадьба Лихачёвых была разрушена, а памятники на могилах подверглись осквернению. Несмотря на это, храм Покрова Пресвятой Богородицы сохранился. В 1920-х годах церковь была разорена, а в 1931 году здание было изъято у религиозной общины и использовалось для различных хозяйственных нужд, включая размещение механической мастерской, овощехранилища и конюшни.
Восстановление храма началось в 1990-х годах по инициативе иерея Евгения Столбова. Он организовал работы по очистке здания от мусора, восстановлению могильных плит и возвращению утраченных церковных ценностей. В 2001 году, после завершения основных восстановительных работ, храм был вновь освящён и открыт для богослужений.
В последующие годы были проведены дополнительные работы по благоустройству территории храма, включая укрепление береговой линии Куйбышевского водохранилища, чтобы предотвратить разрушение храма из-за размывания берегов. В 2014 году, благодаря поддержке генерального директора компании «Газпром трансгаз Казань» Рафката Абдулхаевича Кантюкова, храм был подключён к системе газоснабжения, что значительно улучшило условия для проведения богослужений в зимний период.