Село Михайловка основано в 1845 году переселенцами из сёл Пришиб и Никольское Енотаевского уезда Астраханской губернии на Линейном тракте при Зензелинском ерике. В 1850 году в селе была построена часовня Михаила Архангела. К 1859 году в Михайловском (Зензели) насчитывалось 51 двор с населением 365 человек.
В 1909 году на каменном фундаменте возведена церковь. К 1913 году в селе проживало 1000 православных жителей. Храм функционировал до 1930-х годов, когда в рамках антирелигиозной кампании была уничтожена церковная утварь, а здание перепрофилировано под светские нужды.
В период с 1927 по 1943 год Михайловка входила в состав Калмыцкой автономной области. После депортации калмыцкого населения село было возвращено в административное подчинение Астраханской области. Данные о восстановлении церковной жизни в советский период отсутствуют.
Архитектурные особенности храма и его современное состояние в доступных источниках не описаны. Село Михайловка сохраняет статус административного центра сельского поселения, по данным на 2017 год численность населения составляла 1122 человека.