Тобольский благочинный соборный иерей Петр Фелицын 1 апреля 1808 года уведомил Самаровское духовенство о сборе подписки с жителей для строительства новой каменной церкви. В приложенной копии указа говорилось, что деревянная Покровская церковь в Самаровском яме построена давно и нуждается в ремонте. Поскольку строительство новых деревянных церквей запрещено, было решено заранее построить каменную церковь и собрать для этого до двух тысяч рублей.

В то время в Самарово было 242 дома, 721 мужчина и 725 женщин. Духовенство состояло из двух священников: Петра Протопопова и вдового Федора Ильиных, дьячка Уфима Наумова и двух пономарей: Андрея Фирсова и Егора Логинова. Волостной голова Борис Губин 1 июля 1808 года собрал собрание, на котором 115 крестьян и ясашных остяков согласились на строительство и внесли 1584 рубля 30 копеек. До ноября сумма увеличилась до 1955 рублей 25 копеек, которые были отправлены в Тобольск через самаровского ямщика Герасима Корепанова.

Архитектор Шаньгин из Тобольска предложил построить храм рядом с деревянной церковью, ближе к Комиссарской горе, и велел копать канавы для фундамента. Крестьяне выкопали их, но Шаньгин потребовал углубить их, объяснив, что для каменной церкви нужен прочный фундамент. Считается, что церковь была построена в 1815 году, но это не совсем так.

В 1843 году протоиерей Иоанн Заборовский, осматривая Самаровскую церковь, обнаружил, что иконостас не окрашен и икон нет, а богослужения не проводятся. В 1860 году один из торговцев писал, что Самаровское стало важной пристанью Западной Сибири, с богатой каменной церковью.

С начала 1920-х годов Покровская церковь начала разрушаться из-за антирелигиозной политики властей. Верующие подвергались преследованиям, а церковное кладбище и могилы священников были осквернены. В 1929-30 годах кирпичи из церкви использовали для строительства консервной фабрики. На месте церкви построили «Клуб рыбников», который существовал до 1970 года, после чего здание стало спортзалом школы №2. В 1980-х годах здание было снесено, и на его месте появилась спортивная площадка.

В 1994 году по инициативе архитектора Николая Гордеева были проведены раскопки, и обнаружены фундаменты церкви. Это стало возможным благодаря тщательной работе архитектора Шаньгина в 1808 году.

Идея восстановления храма получила поддержку от главы администрации округа Александра Филипенко и городской администрации. Работы возглавил заместитель главы администрации Семенов В. С. Проект восстановления выполнил архитектор Казаков из Новосибирска.

21 сентября 1996 года, в праздник Рождества Пресвятой Богородицы, иерей Сергей Кравцов, прибывший в город, отслужил молебен, и прихожане расчистили старые фундаменты, передав их строителям для начала восстановления церкви, разрушенной в советские времена.