Каменный храм во имя Архистратига Михаила в селе Михайловское Тверской губернии был заложен в 1767 году по прошению священника Василия Михайловича и прихожан. Разрешение на строительство выдано Тверской духовной консисторией 30 июня 1767 года. Храм возводился взамен обветшавшей деревянной церкви, существовавшей на этом месте с XVII века.
Строительство велось силами прихожан. Кирпич изготавливался из местной глины, известь доставлялась из Старицы. Первым в 1772 году был освящен придел во имя святителя Николая Чудотворца. Главный престол во имя Архангела Михаила освящен в 1787 году. В 1811 году к трапезной части храма пристроен симметричный Никольскому придел во имя пророка Илии.
Архитектурное решение храма представляет собой традиционную для второй половины XVIII века композицию «восьмерик на четверике». Двусветный четверик несет восьмерик, завершенный граненой купольной кровлей. Алтарная часть имеет пятигранную форму. Первоначально храм имел колокольню, разобранную в середине XX века.
В 1937 году храм был закрыт. Здание использовалось под клуб, затем как складское помещение колхоза «Михайловское». В этот период были утрачены росписи первой половины XIX века, частично сохранившиеся под поздними записями. В 1998 году в храме возобновлены богослужения. В 2007 году по сохранившимся фотографиям восстановлена колокольня.
При храме с 1872 года существовало народное училище, размещавшееся в церковной сторожке. В 1875 году при участии местного духовенства открыто министерское училище в соседнем селе Васильевское. В 1898 году основана волостная библиотека на базе личного книжного собрания священника.