История храма началась в XVII веке, когда в 1663 году, через 31 год после основания города, жители Кунгура подали прошение царю Алексею Михайловичу разрешить организовать в городе женский монастырь. Просьба была царём удовлетворена, и в городе был открыт монастырь Тихвинской иконы Богородицы.
К монастырю сначала построили деревянный храм в честь Иоанна Богослова, который в 1758 году сменил каменный храм. Ещё через 5 лет к храму был построен главный придел Тихвинской иконы Богородицы, который был освящён 24 мая (4 июня) 1763 года. За два года до этого монастырь переехал в Екатеринбург (ныне Ново-Тихвинский монастырь), поэтому храм в Кунгуре стал приходским. В 1882 году разобрали трапезную и старую колокольню, к храму был пристроен левый придел апостола Иакова и новая колокольня высотой 70 м. по проекту архитектора А. Б. Турчевича. Работы финансировались на собственные средства купцом Дубининым. Значительные пожертвования на перестройку храма сделал кунгурский купец Я. С. Губкин. Тихвинская икона Божией Матери стала главной святыней храма.
В 1935 году храм был закрыт. Несколько лет он стоял закрытым, но в 1950 году в его здании разместился детский кинотеатр, который работал здесь более полувека и при директоре Тамаре Стафеевой был признан лучшим детским кинотеатром Пермского края.
В 2000-х гг. начались работы по восстановлению здания храма — были проведены капитальный ремонт колокольни и кровли, над храмом возвели золотистый шпиль. В 2002 году кинотеатр был выселен в филиал школы №18, в храме был выполнен ремонт, а в 2004 году в храм привезли и установили 11 колоколов, изготовленных в городе Каменск-Уральский и впервые прозвучавших в Кунгуре 14 марта 2004 года. В центральном приделе Тихвинского храма был освящён новый иконостас. Это событие состоялось 9 июля 2008 года.
В 2008 года храм отметил своё 250-летие.