Первый православный храм в Териоках (ныне Зеленогорск) был построен в 1880 году на средства купца Андрея Ивановича Дурдина. Деревянная церковь, выполненная в шатровом стиле по проекту архитектора Фёдора Семёновича Харламова, была освящена 6 августа 1880 года во имя Казанской иконы Божией Матери. Храм изначально являлся летним и был приписан к Райволовскому приходу.
В 1894 году церковь была расширена под руководством архитектора Юлия Фёдоровича Бруни, добавлена колокольня в старомосковском стиле. В 1898 году храм получил статус самостоятельного прихода. 5 декабря 1907 года здание сгорело, после чего богослужения временно проводились в переоборудованной даче Дурдиных.
В 1910 году началось строительство каменного храма на новом участке, приобретённом на пожертвования. Проект в московско-ярославском стиле XVI века разработал епархиальный архитектор Николай Никитич Никонов. Закладка храма была приурочена к 200-летию взятия Выборга Петром I. В 1913 году освящён придел преподобного Сергия Радонежского, а в 1915 году — главный престол в честь Казанской иконы Божией Матери.
В 1924 году храм пострадал от урагана и наводнения, в 1925 году — от пожара. В 1939 году, после советско-финской войны, церковь была закрыта, кресты сняты, колокольня разрушена. В годы Великой Отечественной войны здание использовалось как склад.
В 1989 году храм был возвращён Русской православной церкви. Реставрационные работы завершились к 1990 году. В настоящее время храм является объектом культурного наследия федерального значения.