Согласно первым письменным свидетельствам, к 1710 году Богоявленский храм был деревянным и имел два придела. Он простоял около 30 лет, но в 1729 году сгорел. Уже в 1731 году церковь была восстановлена. Богоявленская церковь находилась рядом с храмами Флора и Лавра и священномученика Власия.

Строительство каменной церкви Богоявления Господня, заменившей деревянную, началось 15 мая 1805 года и длилось год. Это было двухэтажное здание с куполом и пятью главами на деревянных граненых барабанах, высотой 32 метра. Главный придел был освящен во имя Богоявления Господня, а придел на втором этаже, во имя Святой Живоначальной Троицы. С западной стороны к храму примыкала трапезная, отапливаемая зимой печами, с двумя приделами: слева от входа в честь Святителя Николая Чудотворца, справа, Святого великомученика Георгия.

Церковь сильно пострадала во время грозы в 1841 году, после чего была отремонтирована и престолы переосвящены. Колокольня, построенная в 1834 году, вскоре начала разрушаться. В 1895 году Вологодский губернский архитектор Ремер решил разобрать её до основания. 12 октября 1897 года началось строительство новой колокольни, завершившееся в 1904 году. Её высота составила 52,5 метра.

В период с 1904 по 1914 годы проводились работы по расширению и устройству двусветного храма: были переложены своды, увеличена высота стен трапезной и основной церкви, второй этаж летней церкви упразднён для увеличения объема храма и создания второго света в виде круглых окон под крестовыми сводами. Так церковь обрела современный вид.

В советское время храм пришёл в запустение и разрушение. В 1922 году в Пежме прошла кампания по изъятию церковных ценностей, многие священники были репрессированы. В 1937 году храм закрыли решением президиума. Колокола и крест с колокольни сбросили, а имущество вывезли. Здание церкви использовалось как зернохранилище и склад, территория погоста, под стоянку техники. С северной стороны построили два двухэтажных дома, а с южной, после пожара, уничтожившего Флоро-Лаврскую церковь, проложили дорогу на мост через реку Пежму.

В 1990-е годы был разработан проект реставрации Богоявленской церкви, проведена уборка внутренних помещений, вывезены горы мусора, металла и многолетних отложений грязи. Прошли десятки встреч, консультаций, собраний и поездок, но средств на полное восстановление не хватало. Капитальная реконструкция началась только в июне 2009 года, а первая литургия состоялась уже через месяц.