Очёрский летописец Г.И. Каменских в 1843 году писал: «6 октября в Павловском заводе начали строить деревянную церковь, а 27 июня, в день святых Петра и Павла, именины основателя завода Павла Александровича Строганова, было её освящение. Эта церковь 1 мая 1861 года сгорела от удара молнии.
В 1862 году деревянная церковь была восстановлена, здание существует до настоящего времени, но находится в аварийном состоянии, в нём располагался заводской спортзал.
Начало XX века было ознаменовано проведением Оханским земством в Павловске переписи, которая установила в заводском посёлке 2672 жителя обоего пола. Такое количество народа никак не могло посещать сравнительно небольшую графскую церковь. И решением сельского схода было объявлено о сооружении нового храма, рядом со старой церковью. Подряд на строительство взял строитель – самородок Александр Григорьевич Лузин.
Весною 1900 года он привёз из Нижнего Новгорода артель опытных каменщиков – строителей. Дело было новое. В Павловском заводе до этого не было ни одного кирпичного дома. Предстояло наладить изготовление кирпича, что должна была делать эта же артель.
Постановлением схода все хозяйства посёлка были обложены налогом по 1 рублю в год на строительство. Были сделаны большие вклады местными купцами Волеговыми, Усаниной, Каменских, владельцами кустарных мастерских Климовым, Старковым и другими, служащими графского завода. В разные города и селения Российской империи были отправлены сборщики подаяния со специальными кружками и документами
Работы велись в 2 этапа. В течение двух лет изготовлялся кирпич в специальном сарае, затем год велась кладка стен. Строители пользовались секретами старых каменных дел мастеров. Храм построен трёхпрестольный.
В октябре 1914 года при большом стечении народа на куполах были установлены кресты, золочение которых проводилось здесь же, в Павловском заводе. Монтажные работы на высоте вёл А.Г. Лузин. В течение трёх лет велись отделочные работы. Заказывались у владимирских богомазов иконы, изготовлялись подсвечники, паникадила, мебель. Местный столяр краснодеревщик П.Ф. Деменев изготовил прекрасный иконостас. На колокольню были подняты колокола. Вес главного колокола был 102 пуда.
Ко дню основания церкви 29 июня 1917 года состоятельные вкладчики поставили утварь, новое облачение для священников, плащаницу, священные сосуды. Произвести художественную роспись стен не удалось. Суммы пожертвований сократились, так как завод к тому времени был закрыт. Многие павловчане разъехались по уральским заводам.
Декрет СНК от 5 февраля 1918 года «Об отделении церкви от государства и школы от церкви» круто изменил обстановку. Религиозные чувства признались пережитками прошлого. Не помогло исправить положение дел и движение обновленцев, среди верующих павловчан появившееся в 1922 году. Среди порвавших с церковью были не только рядовые прихожане, но и священнослужители — Л.П. Анисимов и И.П. Соромотин.
Решением поселкового совета в 1938 грду церковь была закрыта. Иконы и книги в большинстве были сожжены, колокола сняты. Большой колокол при падении задел карниз, паперть и раскололся. По злой иронии судьбы в 1938 году под контролем представителей НКВД кресты с куполов снимал сын строителя Александра Григорьевича Лузина – Григорий, что стоило ему до конца дней своих многих упрёков и неприятностей.
Почти 50 лет, до 1992 года под сводами церкви размещались мастерские ремесленного училища. В 50-е годы к церкви был сделан пристрой, обезобразивший её.
В 1992 году храм был возвращён верующим. Произошло возвращение утраченных святынь. Так Л.В. Челпанов принёс в церковь чудотворную икону «Неопалимая Купина», помогавшую Павловчанам в тушении многих пожаров, а художник А.С Беляев отреставрировал икону «Снятие со креста», находившуюся в храме с 1917 года и использованную в качестве перегородки.
