Село Петрокаменское было основано в 1789 году вместе с Петрокаменским заводом, который получил своё название от имени первого владельца Петра Саввича Яковлева и реки Каменки, протекающей вблизи.Завод специализировался на чугуноплавильном производстве и имел замкнутый цикл, не завися от привозного чугуна.В 1912 году завод был закрыт.
Петрокаменский приход был образован в 1835 году. Название прихода связано с именем первого владельца завода Петра Саввича Яковлева и реки Каменки. Первоначально приход включал только завод, но в 1856 году к нему была приписана деревня Черемшанка, а в 1877 году — деревня Беляковка. Прихожане были преимущественно русскими православными, однако среди них были и раскольники-беспоповцы. Общее число прихожан составляло 2 699 человек обоего пола. Жители занимались работой на заводе, изготовлением деревянных сундуков, обжигом угля и его доставкой на окрестные заводы.
В 1845 году на средства владельцев завода Яковлевых был построен деревянный трёхпрестольный храм во имя Святой Троицы. Главный храм был освящён архиепископом Пермским Аркадием в 1847 году. Боковые приделы были пристроены позднее: первый — во имя Святителя Николая в 1867 году на церковные суммы, второй — во имя Казанской иконы Божией Матери в 1868 году усердием управителя завода И. Морозова. Первоначальный вид храма оставался без изменений до начала XX века.