Первоначально, в 1840 году, в селе была возведена деревянная церковь с колокольней, освящённая в честь святителя Митрофана Воронежского. Эта церковь служила духовным центром для местных жителей и окрестных деревень, включая Рыбинку. При храме имелся каменный дом для священника, а также земельные угодья: 28 десятин пахотной и 2,5 десятины сенокосной земли.
К концу XIX века деревянная церковь пришла в ветхость, и было принято решение о строительстве нового каменного храма. В 1891 году на окраине села был построен новый кирпичный храм в стиле эклектики с элементами классицизма. Архитектурно здание представляет собой четверик, увенчанный крупным световым восьмериком, окружённый пониженными боковыми ветвями креста, а также низкими объёмами полукружий апсиды и прямоугольной трапезной. Трёхъярусная колокольня, примыкающая к храму, имеет восьмигранные ярусы с узкими диагональными гранями. Фасады храма украшены пилястровыми портиками с треугольными фронтонами, а оконные проёмы обрамлены узкими рамками с архивольтами на импостах.
В советский период храм был закрыт, здание использовалось не по назначению, что привело к частичной утрате штукатурки и декоративных элементов. Впоследствии храм был возвращён Русской Православной Церкви и вновь открыт для богослужений. В настоящее время храм действует, являясь духовным центром села Меловатка и окрестных населённых пунктов.