Первое упоминание о храме во имя Архангела Михаила в селе Чертовицы относится к 1615 году и содержится в «Дозорной книге». В документе указано, что церковь была деревянной, клетского типа, с трапезной частью и теплым приделом. В храме находились иконы, богослужебные книги, ризы и сосуды. При церкви состояли священнослужители: священник Матвей Федотов и пономарь Архипко Иванов. Церковь владела земельными угодьями, включая пахотные земли и дикое поле.
В 1646 году в Переписной книге упоминаются священник Герасим и просвирница Марьица. В этот период при церкви находились два бобыльских двора. В 1763 году на месте обветшавшей деревянной церкви была возведена каменная с колокольней. Строительство осуществлялось на пожертвования прихожан и местных помещиков, включая Михневых, Струковых, Тарарыковых и купца Иосифа Кряжова. Храм имел три престола: главный — во имя Архистратига Михаила, придельные — во имя святых Апостолов Петра и Павла и святителя Николая Чудотворца.
В XIX веке при храме действовала земская школа, открытая в 1873 году. Церковь владела 33 десятинами пахотной земли. В 1900 году клир состоял из священника Алексея Комаревского, диакона Алексея Попова и псаломщика Митрофана Орлова. С 1902 года церковным старостой был граф Дмитрий Толстой.
В 1922 году из храма изъяли церковные ценности, включая 24 фунта серебра. В 1930-х годах церковь закрыли, колокола сбросили, а здание использовали как склад зерна. В период Великой Отечественной войны храм не пострадал от бомбардировок, несмотря на близость фронта. В 1942 году в здании проводился слёт снайперов 60-й армии под командованием генерала Черняховского.
С 1966 по 1996 год храм пребывал в запустении. В 1996 году началось его восстановление по инициативе воронежского казачества. Была отреставрирована колокольня, приобретены колокола, восстановлены кровля и фасад. В 1997 году на храм установили сохранившийся исторический крест. В 2000-х годах проведены работы по штукатурке стен, реставрации декора и приделов.
Церковь Михаила Архангела является памятником архитектуры федерального значения (постановление Совета Министров РСФСР № 624 от 04.12.1974). Архитектурный облик храма сочетает элементы XVII века с классицистическими приделами, пристроенными в XIX столетии. Основной объем представляет собой четверик, увенчанный восьмериком с шатровым завершением и главкой.