Первоначально здание Казанской церкви на берегу реки Уводь было построено как ситценабивная фабрика крестьянином Осипом Степановичем Соковым. Он обучился текстильному делу на фабрике Христиана Лимана в Шлиссельбурге и, вернувшись в родное село Иваново, ныне город Иваново, решил открыть собственное производство. Хотя фабрика успешно развивалась, после смерти Осипа Степановича, а затем и его брата Андрея Степановича, унаследовавшего дело, в 1801 году предприятие было продано Михаилу Ивановичу Ямановскому. Ямановский, будучи главой старообрядческой общины, решил переоборудовать здание в молельный дом. В 1810 году по проекту архитектора Маричелли здание было перестроено, к нему добавили алтарь и обустроили богадельню на третьем этаже.

Поскольку Владимирская духовная консистория отказывалась освящать молельный дом как храм, до 1860-х годов богослужения проводились тайно. В 1830-1840-х годах, когда многие члены старообрядческой общины, включая Ямановского, перешли в единоверие, обсуждался даже вопрос о закрытии молельного дома.

В 1901 и 1903 годах в здании провели ремонт, после которого молитвенный дом освятили в честь Святой Троицы. Спустя два года, 17 апреля 1905 года, был издан указ, который официально признал старообрядцев. В течение следующих двух лет здание перестраивалось в церковь по проекту архитектора Бегена, для чего был надстроен чердак и возведены купола. По завершении работ церковь освятили в честь иконы Казанской Божией Матери.

В 1910 году на средства купца Н. И. Куражева вокруг храма была построена ограда по проекту архитектора Снурилова.

4 февраля 1930 года церковь закрыли, здание частично перепрофилировали под жилые помещения, частично под клуб милиции. В дальнейшем оно долго использовалось как жилой дом. Ограду, звонницу и купола снесли, а металлические решётки ограды использовали для ограждения школы № 55 на Рабфаковской улице.

В 1991 году здание передали Русской православной церкви, и здесь вновь открылся храм.