Строительство храма было завершено между 1840 и 1856 годами.В 1912 году к основному зданию была пристроена колокольня, завершившая архитектурный облик комплекса.
В 1885 году при храме была открыта школа грамотности, которая размещалась в специально построенном для неё здании, возведённом на средства прихожан. К 1900 году эта школа была преобразована в церковно-приходскую, что подчёркивало стремление местного духовенства и населения к повышению уровня образования и духовного просвещения.
Архитектурно храм выполнен в стиле классицизма, характерном для середины XIX века. Основное здание представляет собой прямоугольный объём с полукруглой апсидой. Фасады украшены пилястрами и завершены треугольными фронтонами. Окна имеют полуциркульные завершения, что придаёт зданию величественный и монументальный вид. Колокольня, пристроенная в начале XX века, гармонично дополняет общий архитектурный ансамбль, подчёркивая вертикальность композиции.
В советский период храм, как и многие религиозные сооружения, подвергся закрытию. Здание использовалось в различных хозяйственных целях, что привело к утрате многих элементов внутреннего убранства и частичному разрушению архитектурных деталей. Однако основные конструктивные элементы сохранились, что позволило в последующем приступить к его восстановлению.
В постсоветский период, с возрождением религиозной жизни в России, начались работы по восстановлению храма. Были проведены реставрационные мероприятия, направленные на воссоздание первоначального облика здания и его приспособление для проведения богослужений. В настоящее время храм Архангела Михаила является действующим и продолжает выполнять функции духовного центра для жителей села Старые Сосны и окрестных населённых пунктов.