Согласно первым письменным свидетельствам к 1710 году Богоявленский храм был деревянным с двумя приделами. Простояв около 30 лет, в 1729 году церковь сгорела, но уже в 1731 году была заново отстроена. Богоявленская церковь соседствовала с храмами Флора и Лавра и священномученика Власия.
Строительство каменной церкви Богоявления Господня взамен деревянной началось 15 мая 1805 года и продолжалось год. Это было двухэтажное здание, перекрытое куполом и увенчанное пятью главами на деревянных граненых барабанах, высотой 32 м. Главный придел освящен во имя Богоявления Господня, придел на 2 этаже — во имя Святой Живоначальной Троицы. С запада к храму примыкала трапезная, которая в зимний период отапливалась печами, с двумя приделами: слева от входа — во имя Святителя Николая Чудотворца, справа — Св. великомученика Георгия.
Церковь значительно пострадала во время сильной грозы 1841 года, поэтому впоследствии был сделан ремонт и переосвящение престолов. Колокольня, пристроенная в 1834 году, вскоре стала разрушаться, и в результате обследования Вологодским губернским архитектором Ремером в 1895 году принято решение разобрать её до основания. 12 октября 1897 года состоялась закладка новой колокольни, строительство которой продолжалось до 1904 года. Её высота — 52,5 м.
В 1904-1914 годах проводились работы по расширению и устройству двусветного храма: переложены своды, увеличена высота стен трапезной и основной церкви, второй этаж летней церкви упразднён для увеличения объема храма и устройства второго света в виде круглых окон под крестовыми сводами. Таким образом церковь обрела вид, дошедший до наших дней.
В советское время пришёл период запустения и разрушения. В Пежме прошла активная кампания по изъятию церковных ценностей в 1922 году, и многие священники были репрессированы. В 1937 году храм закрыли постановлением президиума. Колокола и крест с колокольни были сброшены, а церковное имущество вывезено. Здание церкви позднее использовалось как зернохранилище, склад; территория погоста при церкви использовалась под стоянку техники. С северной стороны построены два двухэтажных дома, с южной — после пожара, уничтожившего Флоро-Лаврскую церковь — устроена дорога на мост через реку Пежму.
В 1990-е годы сделан проект реставрации Богоявленской церкви, проведена уборка внутренних помещений, вывезены горы мусора, железа и десятилетних отложений грязи, проведены десятки встреч, консультаций, собраний, поездок, но средств на полное восстановление не хватало. Капитальная реконструкция началась только в июне 2009 года, а первая литургия состоялась уже через месяц.