29 июня 1677 года черносошный крестьянин из Никольской слободки, ныне город Никольск, Диомид Крохалевский обнаружил икону Божией Матери «Казанская» на правом берегу реки Юг, неподалеку от устья речки Дуниловка. На месте явления иконы он построил часовню и поместил туда икону. После его смерти сын Никита Крохалевский обнес часовню оградой и жил там отшельником около двадцати лет, предоставляя приют паломникам, приходившим к чудотворной иконе. После его кончины местные жители решили построить церковь на противоположной стороне реки, чтобы избежать подтоплений.

В 1712 году игумен Теплогорской Богородской пустыни Мардарий, с благословения Великоустюжского и Тотемского архиепископа Иосифа, освятил Казанскую церковь в новообразованной Дуниловской пустыни. Обитель была бедной, с небольшим числом монахов, и чудотворная икона не привлекала паломников.

В 1764 году пустынь была упразднена, но икона осталась в Казанской Дуниловской церкви. В 1815 году её перенесли в Сретенский собор Никольска, после чего она стала известной не только в Вологодской епархии, но и в соседних Вятской и Костромской. С 29 июня по 20 июля икона находилась в Дуниловской церкви.

После упразднения обители деревянная Казанская церковь стала приписной к Происхожденской Андангской церкви, расположенной в 12 верстах к северу. В 1815 году Дуниловская церковь была приписана к Сретенскому собору в Никольске. В 1857 году на месте явления иконы построили новую деревянную часовню вместо обветшавшей. Деревянная Казанская церковь, являющаяся памятником архитектуры, находится в ветхом состоянии.