Каменный Тихвинский храм с одним престолом был возведен в период с 1646 по 1685 годы. С момента основания в нем находилась Тихвинская икона Божией Матери, в честь которой он получил свое название, но официально это произошло лишь в 1844 году.

Средства, собранные от паломников, позволили провести расширение и реконструкцию храма в 1898-1900 годах, в результате чего его архитектурный стиль приобрел черты и украшения, характерные для конца XIX века.

К середине XIX века храм оказался в пределах Татарской слободы, и его приход был небольшим.

Тихвинская церковь оставалась действующей до 8 октября 1938 года.

Позже храм был разорен и ушел в землю на метр из-за многослойного асфальтового покрытия вокруг.

В 1996 году усилиями верующих началось возрождение Тихвинской церкви.

В 1997 году храм был возвращен Казанской епархии и передан общине кряшен.

Сегодня Тихвинская церковь служит центром всех кряшенских приходов Татарстана.

При храме работают воскресная школа, народный хор и ведется работа по переводу книг Священного писания на кряшенский язык.

В 2015 году при храме открылся музей истории и культуры кряшен.

Богослужения в храме в основном проводятся на церковно-кряшенском языке.