В 1881 г. казаки Максим Антонов, Яков Угрюмов и Алексей Бухарин направили в Священный синод прошение от жителей села Медведево о строительстве храма. Получив разрешение в 1883-м, казаки возвели церковь на собственные средства. 16 сентября 1893 г. храм был освящен в честь Трех Святителей Московских: Петра, Алексия и Ионы.
В годы Гражданской войны линия фронта проходила прямо через Медведево. Во время боев красные разрушили колокольню и купол с крестом артиллерийским огнем. Священник Николай Малышев, дьякон Александр Пирогов и церковный староста Василий Кадышев были расстреляны.
В 1947 г. храм возвратили верующим и вновь освятили (в военные и первые послевоенные годы с разрешения И. В. Сталина открывались некоторые храмы). Однако уже при Хрущеве, в 1961 г., церковь снова закрыли. Настоятель отец Василий Колесников тайно раздавал иконы прихожанам, надеясь уберечь святыни от поругания. Само здание пытались снести бульдозером, но храм устоял — как настоящая твердыня казачьего края. В опустевшей церкви устроили зернохранилище.
Возрождение началось лишь в постсоветское время: в 1993 г. в Медведево стартовал сбор подписей за восстановление храма. 18 октября 2000 г. митрополит Челябинский и Златоустовский Иов освятил церковь Трех Святителей Петра, Алексия и Ионы, митрополитов Московских, и в ней возобновились богослужения. Параллельно шли ремонт и реставрация здания. Удивительным образом в храм стали возвращаться иконы и колокол с разрушенной колокольни. Колокол нашли в деревне Попово, а образа приносили местные жители, часто даже не подозревая, что хранят святыни: у кого-то закрашенный лик служил ставней, у кого-то старая доска лежала за печкой. Икона Божией Матери «Умиление» была передана настоятелем Свято-Троицкого храма Челябинска Игорем Шестаковым — ему отдали образ люди, обнаружившие, что доска, с которой дети катались с горки, оказалась иконой.
Сегодня святынями храма являются: Тихвинская икона Божией Матери, икона «Неупиваемая Чаша», иконы Собора Святителей Московских, а также частицы мощей преподобного Далмата Исетского и святого Спиридона Тримифунтского.