Первое упоминание о Завалине встречается в "Писцовых книгах" за 1637-1643 годы, где оно значилось за Лаврентием Алексеевичем Кологривовым. Также известно, что в 1635 году здесь была построена церковь Святителя Николая. В 1713 году на месте обветшавшей церкви возвели новый храм в честь Казанской иконы Божией Матери с приделами, посвящёнными Святителю Николаю и мученикам Флору и Лавру. Освящение Казанской церкви состоялось в 1715 году. Спустя ровно 100 лет, на средства владелицы поместья Елизаветы Фёдоровны Акинфовой, урождённой Грибоедовой, в селе Завалино был построен каменный храм с колокольней, немного в стороне от старого деревянного храма. В церкви было три престола: главный в честь Казанской иконы Божией Матери, в тёплой трапезной, во имя Святителя Николая Мирликийского Чудотворца и Святой праведной Елисаветы. Храм был возведён в честь победы России над Наполеоном в Отечественной войне 1812 года. Пять валунов, привезённых с Бородинского поля, по замыслу Елизаветы Фёдоровны, должны были подчеркнуть связь храма с подвигами русских воинов, включая её двух сыновей, вернувшихся с войны. Четыре камня сохранились до наших дней и лежат перед церковью в цветнике.

Эта кирпичная церковь в стиле зрелого классицизма хорошо сохранилась до наших дней. Храм состоит из однокупольного четверика с боковыми портиками, полукруглой апсиды, небольшой трапезной и трёхъярусной колокольни. Центральный вход украшен классическим треугольным фронтоном на четырёх массивных каменных колоннах. Луковичная глава возвышается на сферическом куполе, установленном на большом световом барабане. Колокольня выполнена в виде "ротонды на четверике", первый ярус звонницы украшен рустовкой. Третий ярус звонницы украшен полуколоннами. Стены оштукатурены и выкрашены в нежный бело-желтоватый цвет, кровля и купола покрыты оцинкованным железом. Внутренняя отделка проста и лаконична, старинные росписи не сохранились.

После прихода к власти большевиков церковь в Завалине продолжала действовать, но была закрыта после праздника Святой Троицы в 1930 году. Очевидцы рассказывали, что накануне закрытия представители новой власти приехали из Кольчугино, переночевали у священника, а утром потребовали ключи от храма. Ворвавшись в церковь, они устроили погром: ценные вещи изъяли, а иконы выбросили в речку. С тех пор службы прекратились, и священник покинул Завалино в поисках нового храма. В здании церкви устроили сельский клуб, позже его использовал под зерносклад местный колхоз.

Храм вновь открылся для богослужений на Крещение в 1991 году, после чего началось его восстановление. Много усилий приложила староста храма Валентина Ивановна Белова. Помогли благотворители из соседнего Кольчугино. Благодаря энтузиастам, прихожанам и другим неравнодушным людям, храм постепенно восстанавливался. 15 января 2006 года состоялась первая архиерейская служба под руководством Архиепископа Владимирского и Суздальского Евлогия. В настоящее время храм в Завалине продолжает восстанавливаться благодаря приходу, возглавляемому настоятелем Свято-Казанской церкви отцом Онуфрием, Ковалёвым Олегом Иосифовичем.