Строительство осуществлялось по проекту воронежского архитектора С. Л. Мысловского и завершилось освящением храма 24 августа 1887 года.Инициатива возведения храма принадлежала Калачеевскому обществу, которое стремилось увековечить память о мученической кончине императора Александра II.
Архитектурный облик храма представляет собой пример эклектики с элементами русского стиля. Объемно-пространственная композиция имеет крестообразную структуру. Центральный четверик средокрестия, увенчанный высоким цилиндрическим световым барабаном, окружен тремя пятигранными и одним прямоугольным равновысокими объемами апсиды, притворов и трапезной. Фасады украшены колоннами со стилизованными капителями, фризами из арочек, венцами из кокошников, широкими рустованными и профилированными архивольтами на полуколоннах и накладными крестами.
В 1930–1931 годах храм был закрыт, и его здание использовалось для хранения зерна колхозом имени ОГПУ. В результате этого периода многие элементы внутреннего убранства были утрачены.
8 июля 1990 года инициативная группа верующих организовала собрание, на котором была сформирована группа учредителей религиозного общества Русской Православной Церкви при храме из 27 человек. Эта группа обратилась с прошением о регистрации общества и передаче ему Александро-Невской церкви к председателю Калачеевского Райисполкома, который благосклонно отнесся к этой инициативе. 13 сентября 1990 года общество было зарегистрировано в Совете по делам религий при Совете Министров СССР. Основное руководство восстановлением храма осуществляла Шалимова Анастасия Яковлевна, при содействии Маликовой Агафьи Петровны и Ревиной Анны Сергеевны. Значительная помощь в восстановлении была оказана председателем Калачеевского райисполкома Ю. Т. Титовым.
7 апреля 1992 года настоятель Вознесенского храма отец Олег (Истомин) отслужил первый молебен с водосвятием и крестным ходом, благословив строителей-реставраторов. Начались восстановительные работы, и 9 октября 1995 года храм был освящен. 28 октября того же года иерей Серафим (Лищенюк) получил указ вступить в должность настоятеля Александро-Невского храма.
