Первое упоминание о храме в Краснопольской слободе относится к 1680 году, когда здесь существовала деревянная Ильинская церковь с Никольским приделом. В 1758 году по благословенной грамоте митрополита Тобольского и Сибирского Павла была заложена новая деревянная трёхпрестольная церковь. Главный престол освятили во имя Рождества Пресвятой Богородицы, приделы - во имя пророка Илии и святителя Николая Чудотворца.
К началу XIX века здание обветшало. В 1807 году построили новый деревянный храм, который сгорел в день освящения. Старую церковь временно отремонтировали и использовали для богослужений. Каменный трёхпрестольный храм заложили в 1820 году по указу епископа Пермского и Екатеринбургского Иустина. Приделы освятили в 1828 (Ильинский) и 1839 (Никольский) годах, главный престол - 30 июля 1847 года.
В 1910 году на средства прихожан храм украсили настенными росписями к 300-летию дома Романовых. В 1940 году церковь закрыли, здание использовали как склад. С конца 1960-х годов оно пустовало. В 1991 году храм возвращён верующим, с 1992 года ведётся его реставрация.
Архитектура храма представляет переходный стиль от барокко к классицизму. Каменное здание включает четверик с трёхгранным алтарём, трапезную и трёхъярусную колокольню. В 1987 году церкви присвоен статус памятника архитектуры регионального значения.
Приход храма исторически включал девять деревень. В 1834 году часть причта перевели в Петрокаменский завод. По данным 1886 года, в приходе числилось около 5000 прихожан, отмечалась значительная доля старообрядцев. В начале XX века в храме служил священник Пётр Смородинцев, позднее канонизированный как священномученик.
