В 1889 году Надежда Михайловна Рихтер, владелица села Старая Потловка, основала двухклассную школу с общежитием для девочек. Учебное заведение отличалось высоким уровнем преподавания, приглашёнными учителями и наличием подсобного хозяйства. Воспитанницы обучались не только основным предметам, но и музыке, рукоделию, сельскому хозяйству. В 1901 году школа была преобразована в каменное здание с деревянной колокольней.
Трагедия в семье Рихтер стала причиной строительства храма. В 1889 году их пятилетняя дочь Алла скончалась от дифтерии. В память о ней Надежда Михайловна решила возвести церковь. С разрешения Саратовской епархиальной консистории к зданию школы был пристроен алтарь с иконостасом, и престол освящён во имя святой мученицы Аллы.
В 1911 году на здании церкви возвели деревянную звонницу.
В 1930 году храм был закрыт, его имущество конфисковано, а здание использовалось под пекарню. В результате утрачены звонница, шатровое завершение храма, аттики и портал входа. Архитектурно церковь сочетала элементы эклектики с использованием как классицистических, так и «русских» форм.
В 2013 году начались работы по восстановлению храма. К 2015 году здание стало принимать облик былого храма, в июне 2018 года был освящён первый купол, который в октябре был установлен. В 2019 году состоялось малое освящение храма и первая после реставрации Божественная литургия.
