История храма начинается с трагического события, произошедшего в семье местного фабриканта Ивана Александровича Кокорева. В 1907 году его 19-летняя дочь Лидия получила смертельные ожоги при попытке поправить лампаду перед иконой в своей комнате. В память о ней Кокорев решил построить храм. Закладка храма состоялась 30 мая 1908 года, в годовщину смерти Лидии. Строительство продолжалось до 1911 года. Освящение храма состоялось 5 июня 1911 года. Правый придел был посвящён святой мученице Лидии.
Архитектурный проект храма разработал московский архитектор Иван Сергеевич Кузнецов. Здание выполнено в неорусском стиле с элементами модерна. Фасады украшены рядами кокошников и уникальными майоликовыми панно, которые на сегодняшний день частично утрачены. Внутреннее пространство храма отличается отсутствием колонн, что создаёт ощущение простора. Интерьер украшен шестиярусным иконостасом высотой 14 метров, выполненным в древнерусском стиле. Живопись стен и сводов, выполненная художниками палехской мастерской Сафонова, включает более 400 сюжетов.
В 1930-е годы храм был закрыт. Здание использовалось в различных хозяйственных целях: сначала как кузница, затем как трансформаторная подстанция фабрики «Красный Профинтерн» и телевизионный ретранслятор. С середины 1970-х годов здесь размещался склад промышленных товаров.
В декабре 1989 года исполком городского Совета народных депутатов принял решение о передаче здания для нужд верующих. С этого времени началась работа по восстановлению храма: были восстановлены купола, установлены колокола, реконструирован иконостас, ведётся роспись стен и сводов.
