Храм во имя Архистратига Михаила в селе Виловатое был основан в 1836 году как деревянная церковь, построенная местными жителями. В 1900 году началось возведение каменного храма на средства прихожан и крупного пожертвования бузулукского купца первой гильдии Василия Тихоновича Прохорова. Строительство завершилось в 1914 году. Храм выполнен в эклектическом стиле по проекту самарского архитектора Георгия Мошкова.
Каменная церковь имеет три престола: центральный — во имя Архистратига Михаила, северный — в честь святителя Николая Чудотворца и южный — в честь Покрова Пресвятой Богородицы. Главный престол был освящен в ноябре 1914 года благочинным священником Александром Бельским. Храм представляет собой пятиглавый четверик с многоярусной шатровой колокольней высотой 40 метров.
В 1930-х годах храм был закрыт, а последний священник, отец Василий Петров, арестован. В 1940-х годах предпринимались попытки разрушить здание: в 1944 году его обстреляли из орудия для добычи кирпича на строительство аэродрома, но полностью разрушить не удалось. В советский период здание использовалось как зернохранилище и стоянка для сельскохозяйственной техники.
В 1993 году группа местных жительниц инициировала возобновление богослужений в полуразрушенном храме. С 1995 года в храме начали регулярно проводить службы. Реставрационные работы начались в 2003 году. К настоящему времени завершено восстановление внешнего облика храма, включая купола и ограду. Внутренние работы по восстановлению интерьеров и настенных росписей продолжаются.