В 1768 году владелец усадьбы, гвардии ротмистр Яков Афанасьевич Татищев (1725—1806), инициировал строительство каменной церкви в честь иконы Божией Матери «Знамение». Предполагается, что автором проекта храма был архитектор Василий Иванович Баженов (1737—1799), однако документальных подтверждений этому не сохранилось.
Строительство храма продолжалось до 1794 года, когда церковь была освящена. Село, в котором она находилась, получило название Знаменское по имени храма.
Архитектурно храм выполнен в стиле русской готики, что является редкостью для центральной России. Здание характеризуется стрельчатыми арками, островерхими пиками и пятиглавием, сочетающими элементы классицизма, европейской готики и древнерусского зодчества. Фасады украшены белокаменным резным декором. Колокольня состоит из трёх ярусов круглой формы с балконами.
В 1804 году усадьба была приобретена капитаном артиллерии Иваном Ивановичем Кожиным, который возвёл дворец в едином с церковью стиле и разбил парк с прудом. Впоследствии усадьба и храм перешли к его потомкам.
В 1917 году сёла Знаменское и Вешеловка были объединены в одно село — Вешаловка.
В 1932 году храм был закрыт, и его здание использовалось под различные нужды. В 1987—1988 годах начались реставрационные работы, а в 1999—2003 годах был проведён значительный объём ремонтно-реставрационных работ по фасадам под наблюдением архитектора Н.Н. Смирнова и Госдирекции по охране культурного наследия Липецкой области.
