El templo recibió su nombre en honor a la antigua iglesia de madera en el asentamiento de Poltava, que ahora es parte de la ciudad de Kartaly. El nombre de la primera iglesia estaba relacionado con la icono de la Madre de Dios Tabynskaya, ya que los cosacos que la construyeron provenían de la stanitsa Tabynskaya, también conocida como Kazán. Esta icono era conocida en Zauralye por sus milagros. En 1890 y 1905, durante la Cuaresma de la Asunción, en el templo del asentamiento de Poltava se encontraba la milagrosa icono de la Madre de Dios Tabynskaya.

La historia de la iglesia comienza en 1852, cuando los cosacos del asentamiento de Poltava decidieron construir una casa de oración. En 1854, la capilla fue transformada en iglesia, que fue completada y consagrada en 1861 en honor a la icono de Kazán de la Madre de Dios. En 1891, un fuerte incendio arrasó el asentamiento, destruyendo casi todo el lugar, incluida la iglesia de madera.

Alrededor de 1900 comenzó la construcción de un nuevo templo de piedra. Los fondos para la construcción fueron proporcionados principalmente por los habitantes locales, pero una parte significativa de los gastos fue asumida por el comerciante Andrei Mikhailovich Zaytsev, y luego por su hijo. El templo fue completado para 1903, y el 17 de junio de 1911, el protoiereo Mikhail Skopin lo consagró. El templo funcionó hasta 1929, después de lo cual fue cerrado por las autoridades soviéticas: la campanario fue destruido, las campanas retiradas y el interior saqueado. En el edificio sobreviviente se estableció el club '1 de mayo'.

Solo en 1988, la comunidad ortodoxa pudo recuperar el edificio del templo. La nueva consagración tuvo lugar el 28 de enero de 1996, llevada a cabo por el obispo de Cheliábinsk y Zlatoust, Georgy Gryaznov. El templo de piedra de tres altares fue construido en un estilo ruso, característico de las iglesias parroquiales de mediados del siglo XVII. La iglesia está ubicada en el centro de la ciudad en su lugar histórico y es reconocida como un monumento arquitectónico.

En 2004, comenzaron cambios significativos en el templo. El iconostasio adquirió un aspecto espléndido gracias al artista iconógrafo Alexander Adegov. Para aumentar el espacio dentro del templo, se eliminó la partición que separaba el vestíbulo. Las paredes del templo fueron pintadas por el artista Mikhail Yevdokimov. Los coros derecho e izquierdo fueron reemplazados por un balcón sobre la entrada. La apariencia exterior cambió con la adición de dos altares, que fueron consagrados el 15 de abril de 2006 por el padre Alexei junto con otros sacerdotes. Dos iconos con partículas de las reliquias de los santos fueron traídos del Monasterio Pskovo-Pechersky y de la Catedral de los Santos Pskovo-Pechersky por el peregrino Stefan Bakhmut.

En 2007 y 2008, se mejoró el área alrededor del templo, se restauró la campanario y se erigieron nuevas cúpulas con cruces. La reconstrucción del templo se completó en 2010 con la demolición de una adición que violaba la forma canónica de la cruz.