Косулино впервые упоминается в документах 1721 года как многодворная деревня на реке Бобровке. Через нее проходила дорога на Каменский завод и Долматов монастырь. После 1735 года Косулино стало станцией на Сибирском тракте. В 1709 году деревня входила в приход села Багарякского. В 1866 году жители Косулино вместе с жителями Малой Брусяны и Гусево создали Малобрусянский приход с церковью в Малых Брусянах. В 1877 году косулинцы построили свою церковь, и деревня стала селом с собственным приходом. Жители планировали вскоре построить новый храм, но в 1883 году пожар уничтожил значительную часть села, оставив храм невредимым. Из-за бедности прихода священник Конев стал продавать входные билеты в церковь, за что в 1885 году ее закрыли на год.

Постепенно благосостояние жителей улучшалось, и в селе стали появляться новые дома. Однако церковь оставалась в плохом состоянии. Благодаря усилиям бывшего церковного старосты Н.Т. Слепухина было создано церковно-приходское Попечительство, которое занималось сбором средств на строительство нового храма. За шесть лет было собрано около 2 тысяч рублей, заготовлено строительных материалов на 1,5 тысячи рублей и накоплено церковного капитала до 4 тысяч рублей. Однако для строительства требовалось 20 тысяч рублей, и этот вопрос волновал всех членов Попечительства. В 1903 году в Косулино приехал священник Знаменский, при котором дело строительства храма стало продвигаться.

В 1905 году строительный комитет обратился к епархиальному начальству с просьбой разрешить закладку нового каменного храма в честь святых мучеников Флора и Лавра. Разрешение было получено, и 27 июля 1905 года состоялась закладка храма. В сентябре 1909 года храм был почти готов, и летом 1910 года завершили работы по крыше и полам. 1 августа 1910 года на храме установили три золоченых креста. 1 сентября 1910 года после молебна в старом храме иконостас был перенесен в новый. Строители обновили иконостас, и он засиял в новом храме. Престол был установлен на мраморной плите с надписью о закладке и освящении храма.

В 40-х годах XX века храм был закрыт и использовался как клуб, а затем как производственный цех. К началу 90-х годов он был заброшен и находился в плачевном состоянии. В 1995 году храм был передан Екатеринбургской епархии. Первым настоятелем стал отец Георгий Скала, а значительный вклад в восстановление храма внес иерей Сергий Слепухин. В настоящее время настоятелем является священник Александр Дубасов.