Первоначально на территории современного рабочего посёлка Золотарёвка, в селе Боголюбовка, была построена деревянная церковь в честь Боголюбской иконы Божией Матери. Точная дата её возведения неизвестна, но она существовала не позднее 1782 года. В 1857 году, благодаря усердию помещика Фёдора Ивановича Селиванова и пензенских купцов братьев Николая и Ивана Какушкиных, в Боголюбовке был построен новый деревянный храм, заменивший прежнюю церковь. Этот храм просуществовал до начала XX века и после революционных событий упоминаний о нём не сохранилось.
В 1889 году в селе был построен деревянный храм святителя Димитрия Ростовского по проекту пензенского архитектора Алексея Егоровича Эренберга. Средства на строительство были предоставлены потомственным почётным гражданином Александром Степановичем Казеевым, владельцем местной суконной фабрики. С 1929 года Димитриевский храм прекратил свою деятельность, а в 1932 году было принято решение о передаче его здания под детские ясли для рабочих Золотарёвской суконной фабрики. Здание было перенесено в Золотарёвку.
В 1997 году в Золотарёвке был зарегистрирован приход Боголюбской церкви. В 1998 году было освящено место под строительство нового храма, на котором был установлен крест. С тех пор богослужения совершаются в приспособленном под молитвенный дом здании, которое со временем приобрело облик церкви.
В настоящее время храм функционирует как приходская церковь, где регулярно совершаются богослужения. Престольный праздник храма отмечается 1 июля в честь Боголюбской иконы Божией Матери. Литургия совершается по воскресным и праздничным дням, всенощное бдение — по субботним и предпраздничным дням.