В 1628 году в Кашинском переписном списке упоминается деревянная церковь Архистратига Михаила в селе Зятьково, принадлежащая Воскресенскому девичьему монастырю в Москве. В 1770 году была построена новая деревянная церковь во имя Архистратига Михаила с приделом во имя преподобного Сергия. В приходе числилось 175 дворов и 1209 душ. Церковная земля продолжала принадлежать Воскресенскому девичьему монастырю.
В 1852 году на средства прихожан была возведена каменная церковь в стиле классицизма. Главный придел был освящён в честь Казанской иконы Божией Матери, а два боковых — во имя преподобного Сергия Радонежского и Архистратига Михаила. Архитектурно храм представляет собой бесстолпный двусветный четверик, перекрытый сомкнутым сводом, на котором установлены пять круглых декоративных барабанов с луковичными главками. С запада к нему примыкают двухпридельная трапезная и трёхъярусная колокольня с цилиндрическим резонатором звона, завершённым куполом с главкой. В убранстве фасадов использованы пилястровые портики.
В конце XIX века в селе активно развивался башмачный промысел, что способствовало экономическому росту и увеличению числа прихожан. В годы гонений на церковь храм оставался одним из немногих действующих в округе. По данным НКВД, в 1944 году на Пасху в нём молилось около 1500 человек, и он был в числе пяти самых посещаемых в Московской области на ту пасхальную службу.
В конце 1950-х годов церковь была закрыта, крест на центральной главке сломан, а здание использовалось как колхозный склад. Реставрационные работы до 1999 года не проводились, и храм упоминался в каталоге «Памятники архитектуры Московской области» как объект, требующий восстановления.
В 1991 году в селе была зарегистрирована православная община, и при открытии церкви она зарегистрировалась как приход храма преподобного Сергия Радонежского. С этого времени начались работы по восстановлению храма. По состоянию на 2016 год были перекрыты кровля, восстановлены кресты, окрашены фасады, и в храме проводились богослужения.
