В качестве села Племянниково упоминается в 1759 году. До 1861 года крестьяне села были крепостными. Их хозяевами были два помещика.

Деревянный храм в честь Казанской иконы Божией Матери в селе значится с 1799 года. Копии метрических книг в нём хранились с 1800 года.

В 1817 году церковь была уже в ветхом состоянии, и помещица с. Племянниково коллежская советница Софья Дмитриевна Клушникова просила епархиальное начальство о дозволении построить вместо неё каменный храм. Но постройка церкви началась только в 1826 году на средства помещика генерала Григория Сергеевича Кушникова, которое закончилось в 1837 году и освящена 8 мая того же года.

Кроме главного престола в храме устроены были два придельных: с правой стороны – святителя Василия Великого, Григория Богослова и Иоанна Златоуста; с левой стороны – святителя Николая Чудотворца. В 1905 году в храме устроен новый иконостас.

По свидетельству жителей соседних селений, Казанскую церковь закрыли в период коллективизации. Во время Великой Отечественной войны храм сломали, а кирпич использовали для мощения дороги.

В настоящее время видны только рвы на месте фундаментов храма, что позволяет проследить планировку. Судя по ней, церковь имела форму креста. Сохранилась часть фундаментных блоков, плита на пороге храмовой части и смещенный к юго-западу полукруглый камень, вероятно от амвона.