С 1674 года на реке Пышме началось освоение земель и возникла Калиновская слобода, которая до 1723 года числилась в составе Тобольского уезда. Первыми поселились в этих местах в 1675 году Фома Широков, и Стенька Казанцев, на следующий год появились Кукарины.

В Переписной книге Тобольского уезда 1681—1683 годах, записано что в 1682 году в деревне Фомины (с 1719 года деревня Филатова, а с 1869 года село Филатовское) 9 крестьянских дворов. Деревня Фомина упоминается в документах переписи населения 1710 года (9 дворов, в том числе двор Никифора Ларионова Широкого). Согласно первой ревизской сказки Тобольского уезда 1719 года в деревне Филатовой Калиновской слободы крестьянских и бобыльских дворов было 9, в них душ мужеского полу 29 человек. В 1756 году в деревне Филатовой жили семьи (Нохрин, Казанцов, Серков, Безсонов, Смердов, Новоселов, Качесов, Широков, Мартынов, Шатров, Аврамов). В 1822 году в деревне Филатовой жили семьи (Нохрин, Казанцов, Серков, Борсов, Безсонов, Смердов, Кокташев, Захаров, Новоселов, Качесов, Широков, Мартынов, Воронин, Ширяев, Старков, Шатров, Озорнин, Аврамов).

В XIX веке было налажено производство фирменного красного кирпича и других строительных материалов. Из них строили дома в Филатовском. Эти «фирменные» сооружения чем-то походили на те, из которых выложены стены Московского Кремля (из-за этого Филатовское иногда называют «уголком Москвы»). Эту особенность филатовских домов, амбаров и заборов неизменно отмечали купцы, в том числе и московские. Красный кирпич продавали даже на знаменитой Ирбитской ярмарке.
В 1886 году в Филатовском была открыта церковно-приходская школа. В начале XX века в селе работало земское начальное училище и школа грамоты.

С 1942 года до конца войны в Филатовском размещалась лаборатория кристаллографии Академии Наук СССР, выполнявшая заказы на научные разработки по изготовлению кристаллов для приборов, устанавливаемой на различной военной технике. Здесь была завершена работа по исследованию пьезоэлектрических материалов.

В 1859 году была заложена каменная двухпрестольная Вознесенская церковь. В 1863 году был освящен теплый придел во имя пророка Илии, а главный храм в честь Вознесения Господня был освящен в 1877 год. В начале XX века причт (священник и псалтырь) жили в деревянных общественных домах.

29 мая 1918 года на подавления восстания местного населения против Советской власти в села Новопышминское и Филатовское был направлен карательный отряд «Красных орлов», под расправу попал священник Филатовской Вознесенской церкви Николай Вениаминович Бирюков. Церковь была закрыта в 1930 году. После закрытия здание пустовало, потом использовалось как склад и сельский клуб. В 1970-х годах клуб закрыли, а склады перенесли.

В 1922 году из храма были изъяты 3 килограмма серебра. В настоящее время храм разрушается и не восстанавливается.

Сегодня Филатовское — село с населением 1060 жителей (2010) входит в муниципальное образование городской округ Сухой Лог Свердловской области России. Расположено в 16 километрах от города Сухой Лог (по автомобильной дороге — 19 километров), на правом берегу реки Пышма. Через село проходит автодорога Сухой Лог — Камышлов.

В 1990 году в Филатовском снимался эпизод на мельнице из фильма Свердловской киностудии «Я объявляю Вам войну» с Николаем Еременко в главной роли.

Адрес: Свердловская область, городской округ Сухой Лог, село Филатовское. Координаты: 56°50'52"N 62°18'20"E