В 1624 году в Трёхсвятском существовала деревянная церковь в честь трёх святителей: Василия Великого, Григория Богослова и Иоанна Златоустого. К 1705 году на её месте была построена новая деревянная церковь Казанской Божией Матери с приделом в честь трёх святителей. В 1802 году сооружена новая деревянная Казанская церковь с приделом в честь трёх святителей.
Со временем деревянные храмы обветшали, и в конце XIX века возникла необходимость строительства нового каменного храма. Проектирование и строительство церкви Казанской иконы Божией Матери в русском стиле было поручено архитектору С. В. Крыгиным. Строительство велось поэтапно: в 1889—1891 годах были возведены трапезная с приделами во имя Трёх святителей и Ильи Пророка, а в 1899—1910 годах — главный однокупольный храм. Архитектурно здание представляло собой четырёхстолпный трёхапсидный храм с массивным световым гранёным барабаном, относящийся к типу кресто-купольных сооружений.
Внутреннее убранство храма было оформлено в русском стиле: трёхъярусный иконостас из некрашеного дерева, придельные иконостасы и киоты с дубовой отделкой, деревянные полы. Особое внимание уделялось деталям отделки и декора, что подчёркивало национальные традиции в архитектуре.
После революции 1917 года храм не был закрыт и продолжал функционировать. В годы Великой Отечественной войны здание использовалось как зерновой склад совхоза «Рогачевский». После войны храм постепенно приходил в запустение: разрушались внутренние и внешние элементы, утрачены были иконостасы и часть декоративных элементов.
В 2008 году церковь была передана верующим в тяжёлом состоянии. С этого времени начались работы по восстановлению храма: укрепление фундамента, восстановление стен, крыши и купола. В феврале 2019 года на восстанавливаемый храм были установлены крест и купол, что стало значимым этапом в возрождении святого места. В летнее время в храме проводятся регулярные богослужения, а также организуются культурные и образовательные мероприятия для прихожан.
