Строительство храма было завершено в 1912 году. Церковь возведена на высоком берегу реки Дон и представляет собой крупный храм, выполненный в неорусском стиле с элементами модерна. Архитектурные особенности здания включают три гранёные апсиды и два ризалита с боковыми порталами. Храм увенчан усечённым конусом светового барабана со шлемовидным куполом. Трёхъярусная колокольня возвышается над западной частью трапезной и завершается луковичной главой на низком глухом основании. В декоре фасадов широко использованы мотивы ниш, арок и сухариков.
До 1930-х годов храм святителя Митрофана Воронежского был действующим и служил центром духовной жизни села Верхний Мамон. Однако в годы советской власти церковь была закрыта, и её здание использовалось в качестве склада. В этот период многие религиозные сооружения по всей стране подвергались закрытию или переоборудованию для хозяйственных нужд, что отражало политику государства в отношении религии.
В 1992 году, в период возрождения религиозной жизни в России, храм был передан верующим. С этого момента начались работы по его восстановлению. Жители села Верхний Мамон активно участвовали в процессе реставрации, стремясь вернуть храму его первоначальный облик и возобновить богослужения. Восстановительные работы включали ремонт кровли, реставрацию фасадов и интерьера, а также воссоздание утраченных элементов декора.
В настоящее время храм святителя Митрофана Воронежского является действующим. В нём регулярно проводятся богослужения и церковные таинства. Архитектурный облик церкви, сочетающий элементы неорусского стиля и модерна, привлекает внимание исследователей и ценителей архитектуры.