В 1859 году на средства заводовладельцев Стенбок-Фермор заложена Знаменская церковь, каменная, однопрестольная. Освящена в честь иконы Пресвятой Богородицы «Знамение» 22 ноября 1876 года. В советское время не закрывалась. В храме находится святыня православной церкви — чудотворная икона Пресвятой Богородицы «Знамение-Верхнетагильская», способствующая исцелениям от болезней.
Чудотворная икона Божией Матери «Знамение» находится в Знаменской церкви г. Верхнего Тагила, как повествует предание – со времени его открытия в 1753 году, когда церковь была деревянной. Образ очень почитаем среди православных верующих Среднего Урала. Чтимый чудотворный образ Божией Матери помещён у левого клироса, на аналое, под стеклом. Икона украшена многочисленными драгоценными дарами от получивших исцеление по молитвам ко Пресвятой Богородице благодарных верующих.
Иконографическое изображение Богоматери – Оранта, с воздетыми в молитве руками. На груди Божией Матери, в медальоне – изображение Богомладенца, Который правой рукой благословляет, а в левой держит свиток. Вверху с правой стороны от лика Божией Матери изображение херувима, с левой – серафима. До 1922 года икона имела серебряную позолоченную ризу с драгоценными камнями, которая была изъята и бесследно исчезла.
Святой образ, явившийся в 1709 году, находился в собственности местного жителя Саввы Медведева до 1753 года, а затем был передан им во вновь построенный Верхнетагильский Знаменский храм. Этот храм сгорел 18 мая 1861 года, однако икона Пресвятой Богородицы осталась неповрежденной в огне, и в 1876 году она была перенесена во вновь отстроенный каменный Знаменский храм, в нём она и пребывает по сей день. Об особом почитании святого образа свидетельствуют крестные ходы, собиравшие большое количество богомольцев и совершавшиеся в течение всего лета. Крестные ходы с чудотворной иконой проходили до конца 20-х годов ХХ века и прекратились с установлением в краю советской власти.
С чудотворной иконы Божией Матери «Знамение-Верхнетагильской» делалось большое число списков, наиболее почитаемыми из которых являются Быньговский список, находящийся в Никольской церкви с. Быньги Невьянского района, и Невьянский, находившийся ранее в Преображенском соборе, а теперь в Вознесенской церкви г. Невьянска.
В алтаре Верхнетагильской Знаменской церкви хранится рукопись начала XX века, содержащая запись устного предания о явлении и чудесах Верхнетагильской чудотворной иконы Божией Матери «Знамение». Копия рукописи хранится в Верхнетагильском краеведческом музее.
