До этого момента жители деревни Долженково посещали богослужения в Георгиевском храме соседнего села Филатово.С увеличением численности населения возникла необходимость в создании собственного прихода, что и было реализовано строительством нового храма.
Здание церкви представляет собой деревянную конструкцию на каменном фундаменте, выполненную в крестообразной планировке с двумя главами. Размеры храма составляют 46 на 36 аршин, с 32 окнами, снабженными решетками. Внешняя отделка включает обшивку сосновыми досками, окрашенными белилами, с углами и карнизами светло-зеленого цвета; крыша также окрашена в светло-зеленый цвет. В едином ансамбле с храмом возведена колокольня, оснащенная пятью колоколами различного веса.
При храме функционировала церковно-приходская школа, размещенная в отдельном новом здании. В 1916 году в ней обучались 52 мальчика и 23 девочки. Школа имела собственную библиотеку, насчитывающую 85 книг.
В 1920-х годах, в соответствии с декретом Совета Народных Комиссаров РСФСР от 23 января 1918 года, храм продолжал действовать на основании устава религиозного общества села Долженково и договора, заключенного обществом с Рыбинским волисполкомом. В 1922 году из храма были изъяты священные сосуды и крест общим весом 4 фунта 10 золотников. Точное время закрытия храма в 1930-х годах не установлено. Во время оккупации в годы Великой Отечественной войны богослужения были возобновлены, а в 1944 году прихожане обратились с ходатайством об открытии храма, однако рассмотрение этого вопроса было отложено епископом. Лишь в 1971 году церковь в селе Долженково была вновь открыта, но в конце 1970-х – 1980-х годов не числилась среди действующих.
