Первое документальное упоминание о селе Воробьевка относится к 1713 году. Село было основано переселенцами из соседнего села Воронежская Лазовка и первоначально называлось «новопоселенное село Воробьевка». Название происходит от фамилии зажиточного крестьянина Воробьева, одного из первых поселенцев. До 1924 года село входило в состав Задонского уезда Воронежской губернии.
Деревянный храм во имя Архангела Михаила был построен в 1862 году. По данным середины 1880-х годов, церковь имела деревянную колокольню и каменную ограду. При храме числилось 33 десятины пахотной земли и 1 десятина усадебной. В 1900 году в штате храма состояли священник Иаков Петрович Курбатов и псаломщик Павел Григорьевич Бучнев. Приход насчитывал 830 душ, а храм был приписан к Введенской церкви села Елецкой Лазовки.
В начале XX века житель села по имени Антомоша начал сбор средств на строительство каменного храма. Кирпичи изготавливались на месте из местной глины. Строительство вели четыре брата из села Новое-Дубовое, чьи имена не сохранились. Решетки для окон ковали местные кузнецы — братья Яков, Семен, Иван и их отец Митрофан Кудаевы. Новый храм остался с недостроенной колокольней из-за раскулачивания братьев Кудаевых в годы коллективизации.
Архитектурно храм представляет собой квадратное в плане здание со срезанными углами, пятигранной апсидой и двумя прямоугольными приделами. Основной объем увенчан высоким цилиндрическим световым барабаном. Фасады украшены кирпичным декором в псевдорусском стиле, включая декоративные пояса, наличники и бочкообразные полуколонны. В 1931 году храм был закрыт, а его служители репрессированы.
В 1996 году в храме возобновились богослужения после длительного восстановления, проведенного силами местных жителей и при поддержке администрации Хлевенского района. Согласно постановлению от 27 февраля 1992 года № 106, храм является памятником архитектуры регионального значения.
