Церковь, посвященная Тихвинской иконе Божией Матери, была построена на городском кладбище благодаря пожертвованиям жителей. Проект был утвержден 10 января 1846 года, и в тот же год, 26 июня, в день празднования Тихвинской иконы, состоялась закладка храма. Строительство длилось более десяти лет, и 8 сентября 1857 года церковь была освящена святителем Московским Филаретом Дроздовым. Первоначально колокольня была деревянной. Старое кладбище находилось к востоку от церкви и было окружено каменной оградой с башенками, а со стороны улицы, железной решеткой. До 1873 года церковь была приписана к Богоявленскому собору города Богородска и не имела собственного прихода. Богослужения проводились только летом. В 1871 году к западной стене церкви была пристроена трапезная для увеличения вместимости.

21 июня 1873 года церковь получила самостоятельность, в ней служили священник и псаломщик. Приход включал восточную часть города и деревни Торбеево, Ланино и Малое Буньково. С этого времени в храме начали вестись метрические книги и исповедные росписи. При церкви находились деревянные дома для престарелых женщин и сторожа, а также сарай для дров. В 1874 году началось строительство каменной колокольни, завершенное в 1878 году. Колокольня была соединена с церковью каменной папертью, под которой разместилась комната для сторожа. На колокольню подняли колокола, самый большой из которых весил более трехсот пудов.

В 1885 году храм начал получать поддержку от компании Богородско-Глуховской мануфактуры, возглавляемой А.И. Морозовым. В том же году городское общество пожертвовало участок земли для строительства дома причта. Через два года был построен двухэтажный каменный дом, где разместилась церковно-приходская школа. В 1887 году старая трапезная была разобрана, и в 1889 году на ее месте построена новая с двумя приделами, увеличившая вместимость храма втрое. Строительством руководил архитектор Иван Михайлович Васильев. 29 мая 1891 года храм посетили Великий князь Сергей Александрович и Великая княгиня Елизавета Федоровна, осмотревшие новый иконостас в стиле XVI века.

Осенью 1892 года в Богородске образовалось общество хоругвеносцев, приуроченное к празднованию 500-летия преставления Сергия Радонежского и крестному ходу из Москвы в Троице-Сергиеву лавру. С этого времени в Богородске стали проходить крестные ходы, привлекавшие множество людей.

Внутреннее убранство храма поражало богатством и сложностью исполнения иконостасов и церковной утвари. В ХХ веке храм продолжал украшаться. Две местночтимые иконы были украшены серебряными окладами, изготовлены новые хоругви и пожертвована ценная плащаница. 12-13 мая 1918 года Богородск посетил Патриарх Тихон, и в Тихвинской церкви прошла Божественная литургия с крестным ходом.

Храм был закрыт в начале 1930-х годов, разорен, и два яруса колокольни разрушены. На месте кладбища устроили сквер и танцевальную площадку. 28 мая 1991 года была зарегистрирована церковно-приходская община, и началось восстановление храма под руководством архимандрита Сергия Шагаева. Были восстановлены фасады и колокольня, приобретены колокола, возведены купола и сооружен фарфоровый иконостас. 9 июля 2008 года митрополит Ювеналий совершил Великое освящение восстановленного храма.