Село Новотомниково было основано в XVII веке переселенцами из Старого Томникова. В 1740–1749 годах в селе действовала деревянная церковь. В 1884 году по инициативе и на средства графа Иллариона Ивановича Воронцова-Дашкова началось строительство нового каменного храма. Проект был разработан архитектором Николаем Владимировичем Султановым, известным представителем русского стиля в архитектуре. Строительство завершилось в 1889 году, а в 1890 году храм был освящён в честь Благовещения Пресвятой Богородицы с приделом в честь Архангела Михаила.
Архитектурно храм представляет собой шатровое сооружение, выполненное в псевдорусском стиле. Основной объём — четверик, завершённый восьмериком под шатром. Над западным входом расположена звонница с шатровым завершением. Фасады украшены кирпичной кладкой, имитирующей резьбу по дереву, с декоративными фризами и обрамлениями окон. Внутреннее убранство включает изразцовый иконостас, изготовленный на заводе М. В. Харламова в Санкт-Петербурге, и росписи по рисункам архитектора Султанова.
При храме действовали библиотека и две земские одноклассные школы — мужская и женская. Штат храма включал священника, диакона и псаломщика. Причт имел в пользовании усадебную землю площадью 3 десятины и полевую землю площадью 65 десятин.
В 1935 году храм был закрыт и передан сельскому совету. Здание использовалось в качестве зернохранилища. В 1946 году церковь была возвращена верующим, и начались работы по восстановлению. Благовещенский престол был освящён 15 сентября 1946 года, придел Архангела Михаила — в 1948 году.
В настоящее время храм является действующим. В нём проходят регулярные богослужения, ведётся социальная работа, функционирует воскресная школа для детей и взрослых. Храм является частью усадебного комплекса Воронцова-Дашкова, включающего также господские дома, конюшни, часовню, въездные ворота и парк, признанного памятником архитектуры.