Посёлок Литвиново, ранее известный как пустошь Литвинцево, упоминается в исторических источниках с XIV века. Название селения происходит от фамилии князя Семёна Михайловича Литвина-Мосальского, которому в то время принадлежали окрестные земли.
Идея строительства храма в Литвиново возникла в начале XXI века, когда местные жители выразили желание иметь собственный приход для обеспечивания духовного окормления. Эскизный проект храма был разработан Архитектурно-художественными мастерскими Свято-Данилова монастыря под руководством архитектора Д.С. Соколова. Проработку и деталировку проекта выполнил архитектор и художник Анатолий Анатольевич Ефимов, ветеран войны.
22 августа 2009 года, по благословению митрополита Ювеналия, благочинный церквей Щёлковского округа протоиерей Андрей Ковальчук совершил чин закладки храма в честь иконы Божией Матери «Неупиваемая Чаша». Место для строительства было выбрано таким образом, чтобы церковь была хорошо видна с основных магистралей и улиц посёлка. Особенностью проекта является сквозная колокольня, позволяющая совершать крестный ход вокруг храма, не спускаясь вниз.
Строительство храма велось с 2009 по 2012 годы. Основные работы были завершены в мае 2012 года. 27 августа 2012 года благочинный протоиерей Андрей Ковальчук в сослужении настоятеля храма иерея Антония Сенько и клириков благочиния совершил чин освящения накупольного креста.
Архитектурно храм представляет собой каменное ярусное одноглавое сооружение с крупными полукружиями по центрам фасадов. Отдельно стоящая звонница дополняет ансамбль. Первоначальный проект был упрощён в процессе строительства. В 2018 году архитектурной мастерской «Центр православного зодчества» был разработан проект реконструкции храма, предусматривающий расширение и обновление существующего здания.
С момента открытия в храме регулярно совершаются богослужения. Особое внимание уделяется помощи страждущим от недугов пьянства и наркомании, которые приходят на молебны перед иконой Божией Матери «Неупиваемая Чаша». При храме действует воскресная школа, приходская библиотека и осуществляется социальная работа с зависимыми.
В 2015 году настоятелем храма был назначен священник Алексий Кукушкин. Под его руководством приход начал строительство дома причта на церковной территории, где планируется разместить воскресную школу, трапезную и библиотеку.
