Основатели Катав-Ивановска промышленники Иван Твердышев и Иван Мясников поставили в поселке при железоделательном заводе первую деревянную церковь. Храм был освящен в честь Иоанна Предтечи — небесного покровителя двух Иванов. Вот и получилось, что имена основателей закрепились не только в названии города, но и в имени главной церкви Катав-Ивановска.
В 1824 году на месте деревянной церкви был построен большой каменный двухэтажный храм необычной для православных храмов архитектуры. Средства на постройку новой церкви выделила княгиня Анна Белосельская-Белозерская, ставшая владелицей Катав-Ивановского завода. Верхний (летний) храм был освящен в честь Казанской иконы Божией Матери, нижний — в честь Иоанна Предтечи. Поэтому храм стали называть Казанско-Предтеченским. Величественная церковь сразу стала украшением небольшого поселка. Здание выполнено с характерными особенностями планировки и декоративной отделки храмовой архитектуры 1-й половины 19 в. Монументальный 4-столпный храм является архитектурной доминантой Катав-Ивановска. Величественный облик церкви с прекрасными пропорциями, несмотря на значительные отклонения от оригинала (снос 2 колоколен) и видоизменения при реставрации, приведшие к утрате исторической подлинности сооружения, отличается строгой гармонией. Проект принадлежал неизвестному петербургскому архитектору. Престол в нижнем, отапливаемом, этаже был освящен во имя Св. Иоанна Предтечи и Крестителя Господня Иоанна, в верхнем, холодном, используемом в летнее время, — в честь Казанской иконы Божией Матери. Храму принадлежали также часовни на родниках и молитвенных дома в деревне Анновка, Бедярыш, Верх-Катавка, Карауловка, Лемеза.
В «Памятной книжке Уфимской губернии» за 1873 год в разделе о церквах Уфимского уезда сказано: «Церковь Святого Иоанна Предтечи в Катав – Ивановском заводе каменная, двухэтажная. В нижнем этаже престол во имя СВ. Иоанна Предтечи, а в верхнем – Казанской Богородицы. В 1929 г. церковь закрыли, иконы и утварь были изъяты, масляные росписи забелены, в помещениях разместился рабочий клуб. В 1930-х гг. были утрачены верхние ярусы звона колоколен, придававшие облику церкви сходство с католическим костелом. Позднее в здании размещался кинотеатр и горный музей. До начала 1960-х, когда здание было основательно перестроено, еще можно было увидеть их нижний ярус. В результате нескольких перестроек здание лишилось не только колоколен, но и многих других элементов. Сегодня западный фасад вновь имеет галерею, но уже высотой в один этаж, а не в два, как раньше. Несколько раз вносились изменения в проемы окон на западном фасаде. До начала 1960-х здание имело два дополнительных входа, устроенных на месте бывших оконных проемов первого этажа. А вот крайние окна второго этажа сейчас заложены. Исчезли и многие другие архитектурные детали здания.
В 1970-х в результате пожара значительно пострадала стропильная система кровли церкви. Устранение последствий пожара не проводилось.
В 1990 г. церковь возвращена верующим, проведены ремонтно-реставрационные работы внутри, частично восстановлены фасады. 17 апреля 1990 г. повторно освящен престол во имя Св. Иоанна Предтечи, 26 ноября 1995 г. — престол в честь Казанской иконы Божией Матери.
Храм с массивными стенами, снаружи усиленными пилястрами, имеет простую планировочную композицию: к помещению собственно храма, прямоугольного в плане со скругленными углами и полукруглой апсидой, примыкает притвор.Храм базиликальный, т.е. состоит из нечетного числа (трех) нефов, различающихся по высоте. Внутреннее пространство разделено на 3 продольных нефа под цилиндрическими сводами; средний неф шире боковых. Боковые объемы притвора ранее завершались колокольнями с небольшими куполами, увенчанными 2-ступенчатыми трибунами и шарами — основаниями для крестов. Притвор в настоящее время имеет 2-скатную крышу, завершенную треугольным фронтоном на всю длину. Впечатляют первоначальные размеры храма: ширина – 27,38 метра, высота – 38,6 метра (высота церкви до карниза – 13.80 м., высота колоколен от карниза – 24.80 м.).
Центральная часть притвора — входной 2-колонный портик — является открытым входом на оба этажа. В боковых частях — 2 каменные витые лестницы, идущие до 2-го этажа от благоустроенных подвальных помещений, соединённых подземными тоннелями с бывшими домами настоятеля и управляющего заводом. В помещение храма можно войти также через 2 высоких открытых крыльца с северной и южной сторон. Южный и северный фасады имеют одинаковые ложные портики, увенчанные треугольными фронтонами. Первоначально западный фасад имел открытый портик (галерею, опирающуюся на колонны), увенчанный треугольным фронтоном (завершением портика). Южный и северный фасады также имеют портики, но ложные. Они тоже завершаются треугольными фронтонами. Фасады решены в стилистике высокого классицизма. Не исключено, что они были выбраны по многочисленным специально разработанным образцовым проектам (1810). Необычная архитектура здания вызывает немало вопросов у исследователей. Имя автора проекта до сих пор остается загадкой. В облике катав-ивановского храма можно проследить сходство с католическим костелом. Польские ученые и архитекторы усмотрели в архитектуре храма параллели со зданием кафедрального собора в Люблине. Любопытно, что у этих двух храмов перекликаются и названия: польский храм освящен в честь Иоанна Крестителя и Евангелиста Иоанна. Есть версия, что автором проекта храма в Катав-Ивановске мог быть кто-то из польских архитекторов.
Письмо – запрос вместе с рисунком со старинной фотографии было послано в Варшаву. И оно заинтересовало польских ученых и архитекторов. В ответном письме доктор Ян Захватович, почетный председатель Комитета архитектуры и градостроительства польской академии наук, писал: «Мы получили ваше письмо и рисунок церкви в Катав – Ивановске. Вы совершенно правы, что этот проект напоминает польский костел, а не церковь. Есть даже даже очень близкая аналогия этому проекту – здание кафедрального собора в Люблине. Его архитектурная история довольно сложная: основной корпус построен в конце 16 – начале 17 века. В 18 веке достроены на фасаде две башенки – колокольни, а в 1821 году приставлен к фасаду классический портик с четырьмя колоннами. В целом получилась архитектура схожая с присланным рисунком. Автор переделки фасада в Люблине в 19 веке – архитектор Антонио Корацци… По его биографии нельзя судить, чтобы он мог быть автором проекта церкви в Катав – Ивановске. Возможно, что этот проект был создан архитектором, происходившим из Люблина. Может быть, сосланным на Урал.»
На фасадах притвора заложенные оконные проемы 1-го и 2-го этажей заменены широкими арочными нишами. Стены 1-го этажа отделаны «под руст». Окна 1-го этажа прямоугольные, на 2-м этаже —высокие арочные, расположенные симметрично на северном и южном фасадах. Крыша в центральной части боковых фасадов оформлена треугольным фронтоном с небольшим слуховым окном. Купола церкви крыты чистой жестью, кресты литые, колокола отлиты на Катавском заводе. Церковь является редким для России и единств. на Урале храмом с 2 колокольнями на западном фасаде. Храм не имел традиционного главного купола, по одному куполу имела каждая колокольня и одна маленькая главка возвышалась над абсидой. Абсида выполнена в виде ротонды и украшена круглыми колоннами. Две одинаковые колокольни симметрично располагались с двух сторон от западного портика. Единым ансамблем с храмом смотрелись каменные ворота, расположенные напротив входа в церковь. Купола церкви были крыты чистой жестью. Кресты литые. Шесть колоколов: один большой, другой поменьше и четыре маленьких. Обычно звонили три- четыре раза в неделю, на Пасху – всю неделю. Подвальный этаж храма был мало благоустроен. Он соединялся проходными подземными туннелями с домами настоятеля церкви и управляющего заводом. В подвале хранились плошки, украшения и другой инвентарь.
Оштукатуренное здание церкви всегда было выкрашено в белый цвет (отсюда обиходное название церкви — Белая). Пол раскрашивался масляной краской «под ковер», своды обильно украшались живописью. Росписи в интерьере и первоначальный иконостас утрачены; современный выполнен после 1990 г. По обе стороны главного фасада 2 каменных 1-этажных здания — церковно-приходская школа и сторожка. Территория ограждена железной кованой решеткой на каменном цоколе. В церковной ограде — могилы священнослужителей, потомственных почётных горожан, высших заводских чинов, купцов.
В 1999 году Казанско-Богородицкая церковь в Катав-Ивановске признана объектом культурного наследия. Уникальный для Южного Урала храм с почти двухсотлетней историей сейчас нуждается в капитальном ремонте. Из-за нехватки средств реставрационные работы продвигаются медленно. Большой вклад в восстановление церкви внес настоятель храма протоиерей Александр (Симора).
