В 1837 году Михаил Васильевич Себряков подал прошение архиепископу Новочеркасскому и Георгиевскому Афанасию с просьбой о разрешении построить на собственные средства церковь в честь святителя Митрофана Воронежского. После получения благословения началось строительство храма, завершившееся в 1840 году. Здание было выполнено в традиционном для того времени стиле, с учётом канонов православного храмового зодчества.
В последующие десятилетия храм стал центром духовной жизни села Себрово. Здесь регулярно проводились богослужения, церковные праздники и обряды. При храме функционировала церковно-приходская школа, где дети обучались основам грамоты и православной веры.
С установлением советской власти и началом политики государственного атеизма в 1920–1930-х годах многие религиозные учреждения подверглись закрытию или перепрофилированию. Храм святителя Митрофана Воронежского в Себрово не стал исключением. В этот период здание храма использовалось для различных хозяйственных нужд, что привело к утрате многих элементов внутреннего убранства и архитектурных деталей.
Во второй половине XX века здание храма находилось в запущенном состоянии. Лишь в конце 1980-х – начале 1990-х годов, с изменением государственной политики в отношении религии, возникли инициативы по восстановлению храма. Местные жители совместно с представителями Волгоградской епархии Русской Православной Церкви организовали работы по реставрации здания.
В ходе восстановительных работ были укреплены стены и фундамент, восстановлены утраченные элементы фасада и интерьера. Особое внимание уделялось воссозданию иконостаса и внутреннего убранства храма в соответствии с канонами православной церкви. К середине 1990-х годов основные реставрационные работы были завершены, и храм вновь открыл свои двери для прихожан.
Архитектурно храм представляет собой однокупольное здание с колокольней, выполненное в традиционном русском стиле. Фасады украшены декоративными элементами, характерными для церковного зодчества XIX века. Внутреннее пространство храма организовано в соответствии с православными канонами, с центральным нефом и алтарной частью.