Храм Симеона Верхотурского в Златоусте был возведен в 1901-1902 годах для удовлетворения религиозных потребностей жителей привокзального поселка. Средства на строительство формировались за счет добровольных вычетов из заработной платы рабочих и служащих станции, а также частных пожертвований. Деревянный храм был построен за три зимних месяца. Освящение состоялось 31 марта 1902 года, чин совершил епископ Уфимский и Мензелинский Антоний (Храповицкий).
В 1902-1915 годах проводилась неоднократная реконструкция здания. Храм был расширен, выстроен восьмигранный купол, возведена колокольня. Иконостас храма оценивался в 1500 рублей. При храме действовали часовня в честь Успения Божией Матери на Железнодорожном кладбище (1913), храм св. Александра Невского при Златоустовской тюрьме (1914), двухклассное железнодорожное училище и Полдневищенская школа.
В 1920-х годах храм подвергся давлению со стороны советской власти. В мае 1929 года президиум городского совета вынес решение о его закрытии. Официальное закрытие произошло 6 января 1930 года по причине невозможности выплачивать установленные налоги. В последующие годы здание использовалось как клуб, склад, столовая и крытый рынок.
В феврале 1944 года инициативная группа верующих обратилась с просьбой об открытии храма. Разрешение было получено в марте 1947 года, но городские власти затягивали передачу здания. После вмешательства уполномоченного по делам Русской Православной Церкви храм был передан верующим 22 мая 1947 года. 6 июля того же года состоялось освящение возрожденного храма, которое совершил епископ Челябинский и Златоустовский Ювеналий (Килин).
16 января 1960 года решением горисполкома здание храма было снесено для строительства кинотеатра «Комсомолец». В июне 1999 года приходская община получила официальную регистрацию. В августе начались молебны в недостроенном здании аптекоуправления, переданном общине. Окончательное освящение нового храма на историческом месте состоялось 15 сентября 2007 года, чин совершил митрополит Челябинский и Златоустовский Иов.