Во второй половине XIX века город Оса был уездным городом Пермской губернии и центром обширнейшего Осинского уезда, в составе которого находилось 47 волостей. В это время в городе проживало около четырех тысяч человек, большинство из них православного вероисповедания. Вскоре после утверждения Осы уездным городом закладывается каменная соборная о двух приделах церковь в честь Успения Божией Матери и святителя Николая. Ее строительство началось еще в 1795 году. Городское кладбище, которое находилось возле строящегося храма, оказалось в центре города. В 1802 году городские власти принимают решение о переносе кладбища и отводят ему место за речкой Ершовкой.
Начало XX века В Пермском епархиальном календаре на 1882 год отмечено, что при Градо-Осинском Успенском соборе «приписана кладбищенская Предтеченская деревянная церковь, при ней староста, купец Алексей Иванович Осипов. Вместо деревянной церкви строится каменная». Еще в августе 1876 года священно-церковнослужители Осинского Успенского собора и церковный староста при Иоанно-Предтеченской церкви представили в строительное отделение Пермского губернского правления план на постройку новой кладбищенской церкви. В прошении на имя Его Высокопреосвященства на постройку нового храма было дано такое объяснение: «жители города Осы всех сословий имеют неотложное желание построить новый каменный кладбищенский храм вместо существующего ныне деревянного, довольно уже ветхого». На приведение в исполнение благочестивого желания осинских жителей имелись и средства, а именно: наличного капитала при кладбищенской церкви — 6 824 рубля, причем половину его составляли пожертвования на постройку нового храма. Кроме того, со стороны разных лиц вносились пожертвования в виде строительных материалов. К этому времени, например, кирпича было 150 тысяч штук. Церковный староста, купец Алексей Иванович Осипов в своем письменном заявлении указал, что готов восполнить «расход на постройку храма собственным капиталом».
План на постройку церкви был рассмотрен и утвержден в Пермском губернском правлении. 2 сентября 1876 года строительное отделение правления представило отношение о строительстве нового храма в Осе в Пермскую духовную консисторию. Для наблюдения за строительством храма был назначен техник. 5 октября 1876 года план и грамота на заложение храма подписаны Антонием, Его Высокопреосвященством, архиепископом Пермским и Верхотурским. Указ на строительство храма был выслан Благочинному Осы протоиерею Ипполиту Смышляеву.
Алексей Иванович Осипов в этот же день прочитает Указ и напишет: «означенный Указ читал и план, утвержденный Пермским губернским правлением и Его Высокопреосвященством для постройки церкви согласно плану, получил». Кроме старосты, Указ читали священники Матвей Баранов, Николай Митюхляев, дьякон Иоанн Кудрявцев, псаломщик Василий Попов. К концу 1879 года было закончено строительство храма и начаты работы по его внутренней отделке. В феврале 1880 года Осинскому Благочинному протоиерею Федору Будрину был послан Указ из Пермской духовной консистории о разрешении постройки иконостаса. «Согласно рапорту Вашему, постройку иконостаса во вновь устроенную кладбищенскую церковь, по представленному рисунку, за счет храмодателя той церкви купца Осипова разрешить. 8 июля 1882 года в Осе произошло знаменательное событие: освящение нового храма Казанской иконой Божией Матери. Храм построен «тщанием Осинского II гильдии купца Алексея Иванова Осипова и на пожертвования других благотворителей».
В Клировой ведомости за 1888 год находим подробные сведения о новой церкви: «Каменная, однопрестольная во имя Казанской Божией Матери построена вместо ветхой деревянной и освящена в 1882 году, 8 июля, утварью достаточна. Опись церковного имущества составлена и представлена на утверждение консистории. Богослужения в них, в Иоанно-Предтеченской и Казанской Божией Матери, отправляются в воскресные и праздничные дни и часто бывает богослужение по заказу от прихожан по случаю поминовения усопших».
13 июля 1883 года на заседании Пермской духовной консистории был заслушан рапорт Осинского Благочинного — протоиерея Николая Старицына о разрешении постройки ограды вокруг Осинской кладбищенской церкви. Духовная консистория приказала «огородить землю, отведенную на вновь устроенную в г. Осе кладбищенскую церковь, в 1 600 кв. сажен на жертвуемыя церковным старостой той церкви Алексеем Осиповым 200 рублей и разными лицами 300 рублей».
В Клировых ведомостях церквей Градо-Осинского Благочинного округа за 1914 год находим описание храма: «здание каменное с таковою же колокольнею, в одной связи, крепка, крыта железом и окрашена. По штату при ней положены священник, диакон и псаломщик. Расположением сия церковь от консистории в 110 верстах; от пароходной пристани в двух верстах. В церковной библиотеке находится книг для чтения предназначенных 250 томов».
Материалом для постройки храма послужил красный кирпич. Церковь повторяет тип древнерусского крестовокупольного храма. Его ядром является четверик, увенчанный пятиглавием. К главному объему с западной стороны примыкает трапезная с трехъярусной колокольней, которая украшена круглыми и полукруглыми окнами, стрельчатыми кокошниками, аркатурными поясами. На востоке находится Архитектурный декор храма Каменное узорочье небольшая полукруглая абсида, где расположено главное святилище храма — алтарь. Богатый декор храма во многом созвучен с русской архитектурой XVII века. Белым цветом выделены карнизы, наличники, кокошники, аркатурные пояса, углы здания. Купола, имеющие форму свечей, устремленных к небу, покоятся на высоких барабанах. Казанская церковь поражает своим величием и нарядностью.
Внутреннее устройство храма является традиционным, характерным для всех православных храмов. Храм состоит из притвора, центральной части и алтаря. Находясь в притворе — начальном помещении храма, — входящий подготавливает себя к тому, чтобы войти в храм, собраться с мыслями, настроиться на молитву. Для общей молитвы на богослужении и для молитвы по своим личным нуждам проходим в центральную часть храма. Храмовая икона лежит на специальной подставке, с левой стороны храма.
В центре храма стоит аналой с иконой празднуемого в этот Центральная часть храма день праздника. С левой стороны располагается большое Распятие — Голгофа, перед которым на особый подсвечник ставят свечи об упокоении усопших. Алтарь — место совершения Божественной литургии, расположен на возвышении, в восточной части храма. В центре алтаря находится святой престол. В алтаре совершают богослужения священнослужители. Напротив Царских врат находится амвон. Для расположения церковных певчих, кроме клиросов, имеются двухъярусные хоры над главным входом, выполненные в виде деревянных балконов. На западной стене, у верхнего яруса хоров имеется настенная большая роспись «Страшный суд».
Над притвором возвышается колокольня, призванная колокольным звоном собирать верующих на молитву и выделять особо важные моменты богослужения.
Внутренние стены храма расписаны сценами из Ветхого и Нового Завета, событиями праздников и иконами святых. В притворе, над входными дверями изображена икона Казанской Божией Матери; с северной и южной стороны притвора — два ангела. Надписи под ними гласят: ангел записывает входящих в храм и ангел записывает исходящих из храма. С левой и правой стороны центральной части храма изображены сцены из Священного писания — Ветхого и Нового Завета. Такие же росписи находятся на сводах главного купола, над солеей и амвоном. Справа от входа на стене располагаются фрески: «Возвращение блудного сына», «Святые Благоверные князья Александр Невский и Дмитрий Донской», «Взятие пророка Илии на огненной колеснице на небо», «Святой апостол Павел». Слева от входа на стене расположены фрески: «Беседа Иисуса Христа с самарянкой», «Святые великомученицы внутренние росписи храма внутренние росписи храма Екатерина и Варвара», «Усекновение главы пророка и предтечи Господня Иоанна», «Святой апостол Петр». Справа от алтаря изображения в полный рост Господа Иисуса Христа и Святителя Стефана, епископа Великопермского. Слева от алтаря — изображение в полный рост Пресвятой Богородицы с младенцем на руках и Святителя Алексия, митрополита Московского. Над северными и южными входными дверями имеется узорчатый орнамент вокруг трех окон.
По всей окружности внутренней поверхности основного купола находятся росписи: «Преображение Господне», «Святой пророк Аарон», «Крещение Господне», «Святой пророк Моисей», «Покров Пресвятой Богородицы», «Святой пророк Иоанн Креститель», «Благовещение Пресвятой Богородицы», «Святой пророк и царь Давид». Ниже свода купола по четырем углам расположены изображения святых апостоловевангелистов: «Святой апостол и евангелист Иоанн», «Святой апостол и евангелист Матфей», «Святой апостол и евангелист Марк», «Святой апостол и евангелист Лука». На внутренней стороне арок в средней части имеется узорчатый орнамент. В алтаре, на его своде — роспись «Святой Троицы». Слева направо, на боковых стенах — следующие росписи: «Святой преподобный Трифон Вятский», «Святой Стефан Великопермский», «Тайная вечеря», «Сошествие Святого Духа на апостолов», «Моление о Чаше». Все настенные и алтарные росписи выполнены художественными красками.
В 1939 году церковь была закрыта. В военное время церковь использовалась как склад под зерно. По просьбе православной общины верующих вновь открыта 4 июня 1944 года. Восстанавливать храм было трудно, так как необходимая для службы церковная утварь не сохранилась. В настоящее время в храме проходят православные конференции, посвященные роли православия в истории города Осы, истории храмов района, судьбам священнослужителей. Богатейший внешний архитектурный декор и внутренне убранство придают храму красоту и неповторимость.