La première église des Trois Saints dans le village de Karachélskoye a probablement été construite peu après la fondation de la localité. Le temple en bois a été consacré en 1746, mais à la fin des années 60 et au début des années 70 du XVIIIe siècle, il a été démonté et remplacé par un nouveau temple en bois, consacré le 26 octobre 1771. En 1817, les habitants ont décidé de construire une église en pierre avec une chapelle de la Vierge de Vladimir. Le projet a été achevé la même année, et la construction a duré sept ans. L'église en pierre a été consacrée le 28 août 1824.

Les documents des archives d'Orenbourg donnent une idée de l'apparence de l'église. La salle de repas initiale était plus petite que l'actuelle, avec une extension au nord grâce à la chapelle de la Vierge de Vladimir. Pour comprendre à quoi ressemblait l'église, on peut la comparer à l'église de Frol et Lavr dans le village de Beloïarsk.

En 1872, l'église a subi une importante reconstruction : la salle de repas a été réaménagée, tout en conservant la décoration des façades. Le clocher du XIXe siècle s'est retrouvé à l'intérieur du nouveau volume. La reconstruction a entraîné l'agrandissement de la salle de repas et l'apparition d'une deuxième chapelle, et depuis la fin du XIXe siècle, l'église compte trois autels : des Trois Saints, de la Vierge de Vladimir et de Saint Démétrius de Thessalonique.

Après la révolution, l'église a été fermée et utilisée comme entrepôt. Au milieu du XXe siècle, elle a été abandonnée, et en 1954, un incendie a détruit le toit et endommagé les voûtes. Des recherches ont montré que le bâtiment a connu deux grandes phases de construction : dans le premier tiers du XIXe siècle et dans le dernier tiers du XIXe siècle. La troisième phase a commencé après 1917, lorsque le bâtiment a cessé d'être utilisé à des fins religieuses et a sombré dans l'abandon.

L'architecture de l'église reflète des motifs baroques, en particulier dans la décoration des éléments couronnants et des façades. Bien que les formes baroques ne correspondent pas au baroque élisabéthain du XVIIIe siècle, elles montrent le désir des commanditaires de préserver l'image du temple en bois dans les nouvelles constructions en pierre.

Le 30 août 1960, l'église a été mise sous protection, mais aucune restauration n'a été effectuée. Le monument a été transféré à la propriété fédérale et à l'usage gratuit d'une organisation religieuse, ce qui permet de participer au programme « Culture de la Russie » pour la restauration. Le ministère de la Culture de Russie est l'initiateur des travaux.

En 2014, un projet de restauration a été élaboré, choisissant le dernier tiers du XIXe siècle comme période principale. Le projet comprend la restauration des murs intérieurs, des plafonds, des escaliers, des voûtes, des sols, de l'iconostase et des façades. À la fin de 2014, un entrepreneur a été désigné, qui a commencé les travaux préparatoires. La date limite de livraison est fixée à novembre 2015. Le projet regroupe des spécialistes de Moscou, de Saint-Pétersbourg et de Bachkirie, et le contrôle est assuré par le Département de la culture de la région de Kourgan.

L'église restaurée sur les rives de la rivière Miass deviendra l'une des plus anciennes et des plus belles de la région, attirant des pèlerins. Cependant, il est important non seulement de terminer la restauration, mais aussi d'intégrer l'église dans la vie de la communauté locale, en l'incluant dans les itinéraires touristiques et les projets éducatifs, ce qui permettra au patrimoine culturel de contribuer au développement du territoire.