26 сентября 1994 года в Новоуральске произвели закладку первого камня храма. Финансировали возведение администрация города и Уральский электрохимический комбинат, непосредственное строительство выполняла компания «ЯВА». Активное участие принимали и жители города – около 50-60% горожан пожертвовали свои средства.  Летом 1995 года была смонтирована маковка и поднят крест. Первая служба проходила на крыльце, в храме шли отделочные работы. Иконостас расписывала художник из Екатеринбурга Т.Ф.Водичева. 

Храм был освящен 27 апреля 1996 года преосвященным Никоном, епископом Екатеринбургским и Верхотурским во имя Серафима Саровского, иеромонаха Саровского монастыря, основателя и покровителя Дивеевской женской обители. Великий подвижника Русской церкви и один из наиболее почитаемых монахов в ее истории. 

Новоуральский храм шатровый, выполнен в традициях русского деревянного зодчества XVI-XVII веков. В качестве основания для шатра служит восьмигранный верхний ярус храма – восьмерик. Отсюда происходит конструкция «восьмерик на четверике», позволяющая лучше сделать переход от четырехугольного в плане основания храма к восьмигранному шатру.

В 2003 году на восточном конце алтарного прируба храма установлена икона святого преподобного Серафима Саровского высотой 1 метр 60 сантиметров, выполненная городским художником А. Сафроновым с использованием техники «невьянского письма».

На территории храма действует  водосвятная часовня во имя Святителя Николая Чудотворства и часовня, где установлена икона святых Петра и Февронии – покровителей семьи. Икона была выполнена мастерами иконописной мастерской поселка Мстёра Владимирской области. Святые изображены в боярских одеждах. Также на иконе видны новоуральский храм и муромский монастырь во имя благоверных.