Приход села Захаровское Камышловского уезда был образован в 1759 году. Первый деревянный храм во имя Живоначальной Троицы построен в этом же году. Храм располагался на берегу речки Реутинки. Село получило название по имени своего основателя - выходца из России Захара. Большинство жителей села носили фамилию Захаровы.
В 1840 году деревянный храм полностью сгорел вместе с церковной утварью и документами. Каменный однопрестольный храм во имя Живоначальной Троицы начали строить в 1835 году. Строительство завершили в 1844 году, после чего храм был освящен. Храм сохранил первоначальный архитектурный облик.
Приход включал село Захаровское и деревни Куваеву, Котюреву и Казанкову. Численность прихожан в 1902 году составляла 1811 мужчин и 1866 женщин. Раскольников и сектантов в приходе не было. Основным занятием жителей было хлебопашество.
В 1889 году в селе открылась церковно-приходская школа. Также существовала земская школа в деревне Куваевой. Для церковного причта имелся один дом.
В советский период храм был закрыт, здание использовалось не по назначению. В 2000 году в Захарово была возрождена православная община. В 2004 году архиепископ Екатеринбургский и Верхотурский Викентий дал благословение на восстановление храма. Реставрационные работы начались в 2012 году и продолжаются по настоящее время.