Село Новая Кармала было основано в 1765 году переселенцами из Мордовии. В 1890 году, на средства и усердием прихожан, в селе была построена деревянная церковь во имя святого благоверного князя Александра Невского. Здание храма было тёплым и вмещало около 500 человек. Земельный участок под церковью и оградой составлял около 330 квадратных саженей. При храме имелась деревянная сторожка. Престол в церкви был освящён 4 июня 1890 года.
Согласно указу Святейшего Синода от 17 июня 1887 года, при храме полагалось быть одному священнику и одному псаломщику. Причт получал от общества по приговору 1889 года содержание в размере 400 рублей. В церковной библиотеке имелись книги, одобренные Святейшим Синодом и духовной цензурой, а также периодические издания, такие как «Миссионерское обозрение» и «Воскресный день». При храме с 1891 года функционировала смешанная церковно-приходская школа для девочек и мальчиков, для которой в 1893 году было построено отдельное здание на общественные средства.
В 1930-х годах, в период гонений на Русскую Православную Церковь, храм в Новой Кармале был закрыт. 15 декабря 1938 года расширенный пленум Ново-Кармалинского сельсовета принял решение о закрытии церкви и переоборудовании её под клуб. В последующие годы здание храма использовалось под колхозное зернохранилище и склады, затем пустовало и постепенно разрушалось.
В 1995 году, после долгих лет запустения, начались работы по восстановлению храма. Восстановление велось на пожертвования жителей сёл Юреево, Кармала, Ульяновка, а также при поддержке администрации района и местных колхозов. В реставрации принимали участие коллективы предприятий и организаций района, а также местные жители. 23 ноября 1996 года был установлен главный купол с крестом. В 1998 году в село прибыл иеромонах Филарет, и в бывшем здании хозяйственного магазина, переоборудованном под молебный дом, возобновились богослужения.
24 апреля 2002 года состоялось освящение восстановленного храма, которое совершили настоятель храма иеромонах Филарет и благочинный Красноярского благочиния протоиерей Александр. В честь этого события был совершен крестный ход. В настоящее время храм является действующим и продолжает служить духовным центром для жителей села Новая Кармала и окрестных населённых пунктов.
В 2009 году Министерством культуры Самарской области церковь в Новой Кармале была признана объектом культурного наследия регионального значения.