Построена она была в 1776 году в честь иконы Казанской Божией Матери. Кроме тех сведений, что храм был деревянный и оставался таковым до его перестройки в конце XIX века, сохранилось крайне мало данных, связанных с историей этой церкви.
Наблюдается некоторое расхождение, связанное со временем постройки здания. Так, по данным Саратовской духовной консистории за 1850 год, Заречная Казанская церковь стала действовать лишь с 1794 года. Последнее утверждение кажется неверным по двум причинам. Первой является то, что в этом же списке Саратовская духовная консистория неверно датирует перестройку Сердобской соборной церкви, указывая 1799 год, а не 1796, как большинство других источников. Главным доказательством, обосновавшим первую дату (1776 год), следует считать надпись, сделанную на иконе Казанской Божией Матери, где указывается время постройки церкви. Икона эта считалась храмовой и была осмотрена в конце XIX века Саратовским краеведом Александром Николаевичем Минхом, побывавшим в Сердобске. Эта церковь до 1820 года была кладбищенской. Ещё А.Н. Минх отмечал наличие множества могил возле церкви. С 1820 года она стала приходской.
При церкви действовала женская церковно-приходская школа, открытая в 1886 году и земское мужское общественное училище, действующее с 1872 года.
Начавшаяся после Октябрьской революции антицерковная политика государства не обошла стороной Казанскую Заречную церковь. Из городских церквей она действовала дольше всех, вплоть до 1939 года.
На сегодняшний день активно ведётся реставрация церкви.
