На месте храма находился «казанского вице-губернатора Кудрявцева» загородный дом, из которого, по одному из преданий, в 1779-1780 гг. церковь и была перестроена. На церковном антиминсе стояла дата - 1781 г. Однако до революции в алтаре хранилось Евангелие в серебряном чеканном окладе с надписью об устроении его стараниями местного священника Ильи Федорова в 1764 г. Варваринская церковь первоначально была построена как холодная (летняя) церковь. Придельным теплым храмом являлся храм во имя Жен-Мироносиц, в процессе перестроек превратившийся в придел Варваринской церкви. Варваринская церковь не сохранила в себе ничего старше XIX в. из-за неоднократных перестроек. Так, главный храм, созданный еще в традициях классицизма, за ветхостью был разобран, и в 1901-1907 гг. сооружен новый, по проекту архитектора Ф.Н. Малиновского, теперь уже в традициях русского стиля. Перестройка храма производилась на средства самого храма и на пожертвования граждан. В 1930 г. решением Президиума ЦИК ТССР Варваринская церковь была закрыта, храм был передан под клуб рабочих трамвайного парка. Священник Николай Петров был арестован и сослан. В дальнейшем в храме был кинематограф, протезная мастерская, кафедра Казанского технологического института. В конце 1994 г. в результате настойчивых требований православных верующих храм был возвращен Православной Церкви.