Казачье кладбище появилось в восточной части Казачьего форштадта во второй трети XIX века. Здесь были выделены участки для захоронений кадетского корпуса, католического и холерного кладбищ. Во время Великой Отечественной войны здесь хоронили солдат, умерших в омских госпиталях. Кладбище располагалось в конце Никольского проспекта (ныне улица Красных Зорь) за Шкроевской улицей (современная улица Куйбышева).

Изначально на кладбище была построена часовня, а в 1859 году в центре кладбища на средства омского Городского головы Владимира Петровича Кузнецова возвели каменную церковь. В труде о сибирской иконописи протоиерея Александра Сулоцкого упоминается, что иконы для иконостаса Кладбищенской церкви, а также для храмов в Каркарале и Кульдже, В.П. Кузнецов заказывал в Москве. Интерьер церкви украшало хрустальное паникадило, подаренное В.П. Кузнецовым. В.П. Кузнецов, будучи Городским головой, построил новый Ильинский мост через Омь по проекту Э.И. Эзета. Он скончался 29 марта 1870 года. Генерал-губернатор Западной Сибири А.П. Хрущов просил разрешения у архиепископа Сибирского и Тобольского похоронить В.П. Кузнецова в Кладбищенской церкви, но архиепископ Варлаам отказал, сославшись на законодательные запреты.

Церковь не сохранилась, но ее фотографии позволяют определить стилистику как официальное направление в «русском стиле». Храм был построен из красного кирпича, оштукатурен и побелен, имел трехчастную композицию. Одноглавая церковь была украшена классическими пилястрами и антаблементом, а барабан купола и обрамление оконных проемов выполнены в виде килевидных арок. Восьмигранная шатровая колокольня имела один ярус звона. Возможно, автором проекта церкви был архитектор Гавриил Степанович Вершинин. В 1896 году притвор и колокольню пристроили на средства купца Григория Васильевича Шкроева, что позволило вместить 400 человек.

В храмовый праздник проводился крестный ход по кладбищу. При церкви была часовня-памятник. В кладбищенской богадельне в 1914 году проживало семь женщин. Настоятелями храма были известные омские проповедники: в 1900-е годы, протоиерей Василий Пляскин, в 1910-е, протоиерей Михаил Орлов.

Во время Первой мировой войны умерших воинов и беженцев отпевали бесплатно. Рядом с храмом были похоронены известные жители Омска: генерал-лейтенант В.С. Цытович, протоиерей и историк Церкви А.И. Сулоцкий, архитектор И.Г. Хворинов, купцы В.П. Кузнецов, Г.В. Шкроев, С.С. и Ф.С. Волковы, С.Н. Москалитин, О.В. и В.Т. Разумовские, позднее доктор Ф.И. Билль, ученый П.Л. Драверт, профессор Н.Д. Либеров.

С 1920 года храм стал приходским. Приход был одним из самых больших в Омске: в 1926 году, 89 человек, в 1927, 312. В 1937 и 1938 годах прихожан было 30 человек, служили священники Киселев и Татищев, председателем общины была А.М. Суковатицина. Церковь закрыли в феврале 1938 года, и в ней разместили склад «Водник».

Во время Великой Отечественной войны многочисленные просьбы верующих об открытии Всехсвятской церкви в Омске отклонялись, ссылаясь на то, что она находится в километре от действующего храма, что было неправдой, так как Крестовоздвиженская церковь находилась на другом берегу Оми, далеко от Казачьего кладбища.

Судьба Всехсвятской церкви волновала сотрудника, а затем директора краеведческого музея А.Ф. Палашенкова. В 1948 году он пытался открыть в здании храма музей истории Омска. В ходатайстве от 10 апреля 1949 года Андрей Федорович указывал, что омский музей располагает большим собранием планов, чертежей, фотографий и вещей, которые негде экспонировать. Городской совет решил передать храм для размещения музея и направил запрос в Совет министров СССР. Однако начинание не увенчалось успехом. Совет по делам Русской Православной Церкви при Совете Министров СССР 9 мая 1949 года постановил: «Считать несвоевременным использование кладбищенской церкви под музей». Последние годы церковь пустовала и постепенно разрушалась.

31 января 1966 года состоялась учредительная конференция областного отделения Всероссийского добровольного общества охраны памятников истории и культуры, внесшего значительный вклад в спасение местных памятников. Но и в этот период не обошлось без потерь: в 1975 году Всехсвятская церковь на Казачьем кладбище была снесена. На территории кладбища построили детскую и инфекционную больницы.

В конце 2004 года по инициативе губернатора Омской области Л.К. Полежаева был возведен новый деревянный храм во имя Всех Святых на этом историческом месте. Митрополит Омский и Тарский Феодосий освятил храм и провел первую литургию 7 января 2005 года, в день Рождества Христова.