Inicialmente, el templo fue construido de madera en el pueblo de Ivanovskoye, en el distrito de Kazán, en 1741, pero en 1821 se incendió. En ese momento, en Ivanovskoye había 47 casas, donde vivían 148 hombres y 152 mujeres, mientras que en Klyuchi había 257 casas con 587 hombres y 60 mujeres. Cuando surgió la idea de restaurar el templo, los habitantes de Klyuchi enviaron una delegación al Obispo con la solicitud de construir una iglesia de piedra en su pueblo. En la administración diocesana preguntaron de qué construir, si no había ladrillos. Los delegados aseguraron que estaban dispuestos a construir una fábrica de ladrillos, siempre que el templo estuviera en Klyuchi. Esto convenció a la consistorio espiritual, y con la decisión n.º 13189 de 1822, la parroquia se trasladó a Grandes Llaves. La iglesia fue construida por todos, y después de 10 años, en 1832, fue consagrada. La pintura de la iglesia, que milagrosamente se conservó en los años soviéticos, data de la misma época.

En junio de 1918, cuando los empleados de la Cheka, bajo la dirección de Valentín Nesmelov, llegaron a saquear el monasterio de Raif, los habitantes de Klyuchi fueron los primeros en responder al llamado y no solo detuvieron el saqueo, sino que también se deshicieron de los saqueadores. Las autoridades declararon a los chekistas héroes de la revolución, mientras que a los campesinos que defendieron el monasterio los consideraron enemigos del pueblo. Comenzaron las represalias en Klyuchi, muchos habitantes fueron arrestados, condenados, despojados de sus tierras y exiliados al Norte.

A pesar de la persecución, cuando en toda Rusia se cerraban iglesias y monasterios, los feligreses de Klyuchi en 1928 no solo no permitieron que las autoridades cerraran el templo, sino que también renovaron su decoración interior. Sin embargo, a mediados de la década de 1930, tras otra ola de represiones, el templo fue cerrado, se confiscaron objetos valiosos, y al último párroco, el padre Grigori, se le mostró clemencia debido a su edad. La iglesia se convirtió en una panadería, la cerca se desmanteló para un almacén, y la gran campana fue llevada a Kazán. En la década de 1980, el edificio de la iglesia se utilizó como almacén y tienda de artículos de ferretería.

A principios de 1992, el templo fue entregado a la Iglesia Ortodoxa Rusa, y el arzobispo de Kazán y Tatarstán, Anastasio, envió allí al sacerdote Alexey Smirnov, quien comenzó los trabajos de restauración. Era necesario desmantelar las estructuras soviéticas, abrir la cúpula, cubrir el techo y encargar cruces. No había fondos para los trabajadores, y el párroco pidió ayuda a los feligreses. Muchos respondieron: algunos trabajaron, otros recolectaron donaciones. El 21 de mayo de 1992, el templo fue nuevamente consagrado.