Каменный однопрестольный храм в честь Казанской иконы Божией Матери на кладбище Богословского завода (так до революции назывался Карпинск) заложен в 1832 году и построен в классическом стиле на средства горного инженера Матвея Протасова. Освятили храм в 1841 году. Церковь была приписана к Введенскому собору Богословского завода и предназначалась в первую очередь для отпеваний. С закрытием в 1930 году Введенского собора она становится приходской.
Храм не закрывался в годы советской власти, хотя с 1937 по 1943 год службы в нем не велись. К 1937 году репрессии настолько выкосили уральское священство, что назначить в храм настоятелем несколько лет было просто некого. Местные верующие в это время самостоятельно оберегали церковь, ходили помолиться, поставить свечу, помянуть умерших родственников.
Благодаря тому что храм не закрывался, в нем отчасти сохранилось старинное убранство, частично фресковые росписи стен, старинные иконы, иконостас, расписанный по преданию итальянскими мастерами в XIX столетии.
В 2006 году в Казанской церкви был проведен капитальный ремонт, укреплены стены, потолочные перекрытия, стены оштукатурены и покрашены. Внешний и внутренний вид здания значительно преобразился.
У алтаря храма сохранились старинные каменные и металлические надгробья священнослужителей и прихожан. Здесь похоронен врач Иван Белавин, родной брат Патриарха Тихона, его усилиями на Богословском заводе построена одна из лучших на Урале больниц. Здесь же могила Анны Пономаревой-Поповой, матери великого российского физика Александра Попова, изобретателя первого радио.