Сведения о существовании церкви в период, когда слобода находилась у озера Салтосарайского, отсутствуют. Однако, по устным преданиям, сохранившимся до начала XX века, церковь в Салтосарайском селении существовала уже в 1680-е годы. В начале XVIII века, когда слобода переместилась на новое место, жители вскоре построили церковь вблизи места обретения иконы Знамения Божией Матери, в честь которой она была освящена. О существовании храма в середине XVIII века свидетельствует антиминс, освященный в 1755 году митрополитом Тобольским Сильвестром. Даже если это был первый антиминс, можно предположить, что строительство церкви началось около 1750-х годов. Эта деревянная церковь была разобрана в конце XVIII века из-за ветхости.

В 1858 году прихожане, по совету местного священника, решили построить новую каменную церковь на месте сгоревшей деревянной, также в честь Знамения Божией Матери. Место было выбрано в слободе Салтосарайской, так как оно имело особое значение для жителей из-за чудесного явления иконы. В строительстве участвовали также жители Илецко-Иковского винокуренного завода. Храмозданная грамота на строительство была выдана 19 сентября 1858 года епископом Тобольским и Сибирским Феогностом. Храм заложили 6 сентября 1859 года, а подрядчиком выступил крестьянин Алексей Иванович Малышев, обязавшийся построить каменную церковь с колокольней.

В 1859 году был заложен фундамент и выложен цоколь, в 1861 году началось возведение стен, а к концу 1864 года основные работы были завершены. Строительство завершилось в 1865 году: крыша была покрыта и окрашена, установлены кресты, а внутри храм оштукатурен. Строительство велось на средства прихожан и благотворителей, в том числе братьев Мясниковых. Иконостас и утварь сохранились от предыдущей церкви, а новые колокола были отлиты на средства прихожан. Престол освятили 25 сентября 1866 года.

В последующие годы храм благоустраивали. В 1869 году подрядчик Иван Пудовиков оштукатурил наружные стены. С 1886 по 1889 год была построена каменная ограда. В 1902 году завершился ремонт храма, в ходе которого был установлен новый иконостас. Старый иконостас передали в другую церковь. В 1909 году были позолочены кресты и обновлены стены. В 1905 году прихожане решили обновить росписи, но после промывки выяснилось, что они в хорошем состоянии, и их просто очистили и покрыли лаком.

Знаменская церковь перестала действовать в конце 1920-х годов из-за отсутствия священника, хотя официально не закрывалась. До начала 1960-х годов здание использовалось как склад и разрушалось, но сохранилось до наших дней как объект культурного наследия Курганской области.

С давних пор в храме хранилась икона Знамения Пресвятой Богородицы, почитаемая за чудесное явление. По преданию, икона была найдена на пне в лесу и неоднократно возвращалась туда после попыток переноса. Это событие послужило причиной переселения жителей на новое место. В 1857 году икона была обновлена, сохранив древние черты. В начале XX века она находилась в храме, но после 1923 года сведений о ней нет.