En el período de 1652 a 1654, con fondos de los cosacos de Kuralov, se construyó la primera iglesia de madera dedicada al Arcángel Miguel en la aldea. Se cree que este templo existió hasta 1767, cuando fue reemplazado por una nueva iglesia de madera debido a su deterioro. Según los registros clericales, el segundo templo de madera estuvo en la aldea de Karlinskoye desde 1767 y más de 130 años, hasta principios del siglo XX.

En 1875, el obispo de Simbirsk, Feoktist, visitó la aldea de Karlinskoye y notó la pobreza de la iglesia de madera rural, así como que los feligreses locales estaban ocupados vendiendo productos agrícolas en la ciudad vecina y no asistían al templo con suficiente diligencia. Tras la exhortación del obispo, en la década de 1880, los habitantes de Karlinskoye comenzaron la construcción de una nueva iglesia de piedra en el centro del pueblo. La construcción duró varios años y para el otoño de 1897 estaba mayormente completada, pero aún se necesitó un año más para la decoración interior, incluyendo la creación de un iconostasio tallado de varios niveles. El 1 de noviembre de 1898, el obispo de Simbirsk, Nikandr, consagró la nueva iglesia en honor a la Protección de la Santísima Virgen. Durante un tiempo, en el pueblo existieron dos iglesias de la Protección, la antigua de madera y la nueva de piedra. Sin embargo, después de dos grandes incendios en 1900-1903, solo quedó la iglesia de piedra en Karlinskoye, que se distinguía por su capacidad y la magnificencia de su arquitectura.

En la época soviética, la iglesia de la Protección de Karlinskoye fue cerrada, saqueada y abandonada, pero no destruida. Las sólidas paredes de ladrillo del templo se mantuvieron hasta finales de la década de 1980, cuando los habitantes locales comenzaron su restauración. En julio de 1990, aún antes de que se completara la restauración, la antigua iglesia de la Protección fue nuevamente consagrada y se convirtió en uno de los primeros templos ortodoxos renovados en la restaurada diócesis de Ulyanovsk, Simbirsk, en 1989.

El aspecto arquitectónico de la iglesia de piedra de cinco cúpulas de la Protección en la aldea de Karlinskoye es típico de la época en que se estableció el "estilo ruso-bizantino" en la arquitectura cultual, tras los experimentos de Konstantin Ton y sus seguidores. A pesar de su tipicidad, este templo parroquial rural se destaca por la especial esbeltez de su silueta, la rara proporcionalidad de sus volúmenes y la armonía de las transiciones del todo a los detalles.