История храма началась в XVII веке, когда в 1663 году, через 31 год после основания города, жители Кунгура обратились к царю Алексею Михайловичу с просьбой разрешить создание женского монастыря. Царь удовлетворил их просьбу, и в городе появился монастырь Тихвинской иконы Богородицы.

Сначала для монастыря построили деревянный храм в честь Иоанна Богослова, который в 1758 году заменили на каменный. Через пять лет к храму добавили главный придел Тихвинской иконы Богородицы, освящённый 24 мая (4 июня) 1763 года. За два года до этого монастырь переехал в Екатеринбург, став Ново-Тихвинским монастырём, и храм в Кунгуре стал приходским. В 1882 году разобрали трапезную и старую колокольню, добавили левый придел апостола Иакова и новую колокольню высотой 70 метров по проекту архитектора А. Б. Турчевича. Работы финансировались купцом Дубининым, а значительные пожертвования внёс кунгурский купец Я. С. Губкин. Тихвинская икона Божией Матери стала главной святыней храма.

В 1935 году храм закрыли. Несколько лет он оставался закрытым, но в 1950 году в его здании открылся детский кинотеатр, который работал более полувека и при директоре Тамаре Стафеевой был признан лучшим детским кинотеатром Пермского края.

В 2000-х годах начались работы по восстановлению храма: провели капитальный ремонт колокольни и кровли, установили золотистый шпиль. В 2002 году кинотеатр переехал в филиал школы №18, в храме провели ремонт, а в 2004 году установили 11 колоколов, изготовленных в Каменске-Уральском, которые впервые зазвучали в Кунгуре 14 марта 2004 года. В центральном приделе Тихвинского храма освятили новый иконостас 9 июля 2008 года.

В 2008 году храм отметил своё 250-летие.