Первое упоминание о храме во имя Архангела Михаила в селе Нижний Мамон относится к 1786 году, когда была сооружена деревянная церковь с двумя штатами. Земли при храме составляли восемьдесят десятин, приход насчитывал 1900 душ. Село Нижний Мамон возникло в 1702 году как застава Острогожского казачьего полка на реке Мамонке, через него проходил Черкасский почтовый тракт.
В 1907 году на месте деревянной церкви был возведен кирпичный храм с трехъярусной колокольней. Архитектурный проект приписывается Станиславу Мысловскому, воронежскому архитектору польского происхождения. Храм выполнен в русском стиле с элементами западноевропейской архитектуры, декор фасада подражает формам XVII века. В церкви были устроены приделы: Сретения Господня и Трех Святых. Иконостас четырехъярусный, без резьбы, с иконами московского направления Строгановского училища.
В 1935 году храм был закрыт, священнослужители репрессированы. В годы Великой Отечественной войны в здании содержались итальянские военнопленные, в послевоенный период здесь размещались зерновые склады. В 1960-х годах купол храма был разрушен с использованием тракторов и металлических канатов.
14 августа 1995 года постановлением губернатора Воронежской области храм включен в перечень объектов истории и культуры федерального значения. В 2006 году начаты восстановительные работы. 21 ноября 2007 года, в столетний юбилей храма и престольный праздник, совершена первая Божественная Литургия. В 2008 году освящены колокола, в 2009 году отреставрирован крест на куполе колокольни. К настоящему времени восстановлены колокольня и трапезная часть, ведутся работы по восстановлению главного купола и алтарной части.
Престольный праздник отмечается 21 ноября в день Собора Архистратига Михаила и прочих Небесных Сил бесплотных. Храм является памятником церковной архитектуры начала XX века и объектом культурного наследия.