Инициатива строительства принадлежала местным жителям, которые в октябре 1890 года подали прошение о сооружении храма в честь 500-летия явления в 1395 году в Ельце Богородицы во время нашествия Тамерлана.В 1892 году архитектором Александром Степановичем Каминским был разработан проект церкви, и в мае 1893 года начались строительные работы.Закладка храма состоялась 26 августа 1893 года.
Архитектурно храм представляет собой кирпичное здание в псевдорусском стиле. Он пятиглавый, шестистолпный, с большим световым восьмигранным барабаном над центральным нефом и четырьмя меньшими, расположенными по углам храмовой части. Трехъярусная колокольня завершена высоким кирпичным шатром с двумя рядами слуховых окон. Фасады украшены наличниками и сложными карнизами. При строительстве использовались технические новшества того времени, включая железобетонные перекрытия, гидролитный пол и систему парового отопления.
Строительство храма затянулось из-за недостатка средств у прихожан. Для сбора пожертвований был создан строительный комитет, в который вошли именитые елецкие граждане. В 1895 году для обеспечения стройки кирпичом за рекой Лучок был построен кирпичный завод. К 1911 году основной объем храмовой части был завершен, шло устройство куполов. Освящение храма состоялось 26 ноября 1915 года епископом Елецким Павлом (Вильковским).
В 1929 году храм был закрыт, его имущество и церковная утварь изъяты, здание использовалось под склад. В 1989 году здание было возвращено церкви, после чего начались восстановительно-реставрационные работы. В 1995 году, в честь 600-летия избавления Московского государства от войск Тамерлана, был проведен крестный ход, и в храм доставили список почитаемой Елецкой иконы Божией Матери.
