В период с 1804 по 1808 годы, при двух последних иереях, на средства, собранные прихожанами, был возведён каменный пятиглавый двухэтажный храм с высокой четырёхъярусной колокольней. Позднее его окружили массивной каменной оградой с тремя вратами: восточными, южными, которые сейчас служат основным входом, и западными, ныне ведущими на кладбище, а также угловыми башнями и двумя пристроенными каменными домами. Строительство велось монахами Суздальского Спасо-Евфимиева монастыря, а кирпич изготавливался в самом селе. Храм освятили в 1808 году, оборудовав три престола: на нижнем этаже, в тёплой церкви, в честь преподобного Сергия Радонежского и Святителя Николая Чудотворца, а на верхнем, холодном этаже, в честь Казанской иконы Божией Матери. Строительство продолжалось до 1817 года. Во второй половине XIX века храм был частично перестроен: на втором этаже появилась крытая паперть с входом через первый ярус колокольни, заменившая первоначальную лестницу и ведущая в трапезную холодной церкви.

Согласно Описанию церквей и приходов Владимирской епархии 1896 года, церкви принадлежали несколько зданий: часовня в деревне Объедово, деревянная усыпальница и два каменных дома, один из которых с 1886 года использовался для церковно-приходской школы, а другой, для проживания церковного сторожа. Земельные угодья церкви включали около десятины усадебной земли, 4 десятины сенокосной и до 35 десятин пахотной. Копии метрических книг и исповедальных росписей с 1829 года сохранились в целости, а опись церковного имущества была составлена в 1885 году.

Живопись на сводах первого этажа была обновлена в середине 1950-х годов последним представителем старой школы иконописцев Шороховых, Петром Ивановичем. Кто и когда расписал холодный храм, остаётся неизвестным. Иконостас второго этажа и его иконы, относящиеся к середине XIX века, выполнены в стиле русского классицизма и имеют много аналогий во Владимирской области. Все иконы написаны маслом на деревянных досках в манере, характерной для крупных иконописных мастерских Московской и Владимирской губерний. Самая старая икона, Казанской Богоматери с двусторонним изображением, на обратной стороне которой находится икона Троеручницы, ныне закрытая окладом. Она хранится в алтаре холодного храма и выносится во время крестного хода.

Интерес представляет и икона Сергия Радонежского XVIII века. На иконе Владимирской Богоматери сохранилась надпись: "Сия святая икона написана и освящена на Афоне в русском Свято-Пантелеймоновском монастыре в конце XIX века". В храме числится 8 икон, написанных на Афоне в XIX веке. Примечательно также трехъярусное паникадило в холодном Казанском храме, изготовленное в середине XIX века из латуни. До электрификации храма свечи зажигали, используя лестницу.

В храме хранятся книги с автографами дьяка московского печатного двора Андрея Васильева и монахов Троице-Сергиевой лавры, многие из которых находятся в плачевном состоянии.

В 1960-1970-е годы церковь неоднократно подвергалась ограблениям. Грабители, подпилив оконные решетки на первом этаже, унесли много уникальной утвари и почти все иконы зимней церкви. Второй этаж удалось спасти благодаря дубовым дверям и крепким замкам.

С 18 марта 1974 года храм признан памятником архитектуры и градостроительства регионального значения.