Село Амерево, на территории которого находится храм, впервые упоминается в исторических документах 1585 года как вотчина рода Безобразовых. В 1668 году село было продано митрополиту Сарскому и Подонскому Павлу, став частью церковных владений. В 1678 году оно числилось в собственности митрополита Варсонофия, а с 1704 года перешло под управление митрополита Иллариона.
Первое упоминание о существовании в селе церкви относится к 1680 году, когда здесь была построена деревянная Знаменская церковь. В период с 1842 по 1849 годы на месте старого деревянного храма был возведён каменный храм. Строительство осуществлялось на средства купца Григория Михайловича Фомичёва и его сына Василия Григорьевича, владельцев шёлкоткацкой фабрики в соседней деревне Турабьево.
Новый каменный храм имел четыре престола: главный — в честь иконы Божией Матери «Знамение», боковые — в честь святителя Николая Чудотворца и святых бессребреников Космы и Дамиана, а также летнюю пристройку в честь Казанской иконы Божией Матери. Храм считался одним из красивейших и богатейших в Богородском уезде. В описи имущества храма упоминаются тринадцать колоколов, самый большой из которых весил более 15 тонн.
В период с 1874 по 1887 годы храм подвергся реконструкции, в результате которой приобрёл существующую эклектичную внешнюю отделку. Была выстроена двухъярусная колокольня под каркасным шатром. Архитектурный стиль храма сочетает элементы эклектики и русско-византийского стиля, что придаёт ему уникальный облик.
Около 1940 года храм был закрыт и подвергся разорению. Внутреннее убранство было утрачено, здание использовалось в качестве сельского клуба и обувной мастерской. В 1999 году, находясь в аварийном состоянии, здание храма было возвращено верующим. 1 октября 1999 года была зарегистрирована православная община, и начались восстановительные работы.
Сначала богослужения проводились в приделе Казанской иконы Божией Матери, который был практически заново возведён. В 2014 году был восстановлен главный престол храма в честь иконы Божией Матери «Знамение». В настоящее время храм открыт для прихожан и является действующим центром православной жизни в регионе.