Первое упоминание о храме в станице Зотовской относится к 1682 году, когда была построена деревянная церковь во имя Архистратига Михаила. В 1734 году на её месте заложили новую деревянную церковь с тем же посвящением, которая была освящена в ноябре 1735 года. В 1757 году храм перестроили, добавив придел в честь иконы Божией Матери «Знамение».
В 1785 году началось строительство каменного трёхпрестольного храма. Главный престол освятили в честь иконы Божией Матери «Знамение», боковые приделы — во имя Архистратига Михаила и великомученицы Параскевы-Пятницы. Строительство завершилось в 1792 году. Деревянную церковь продали в станицу Терновскую, где она сгорела в 1810 году.
В 1798 году священником храма стал Кирилл Петрович Петров. В начале XIX века атаман Матвей Платов пожертвовал церкви 40-пудовый колокол в знак признания заслуг местных казаков. Храм имел богатое убранство, включая серебряные кресты 1739 и 1790 годов, Евангелия в серебряных окладах 1716 и 1735 годов.
В 1920-х годах духовенство храма подверглось репрессиям. В мае 1934 года церковь закрыли по решению Зотовского сельсовета. Здание использовалось как зернохранилище, что привело к его разрушению. Внутреннее убранство было утрачено, включая росписи, выполненные в 1869-1870 годах по рисункам профессора Шпора.
В 1992 году в станице Зотовской образовался Знаменский приход. Богослужения временно проводились в молитвенном доме. Реставрационные работы в храме начались летом 2011 года и продолжаются по настоящее время. Богослужения совершаются по воскресным и праздничным дням.
