Село Гнилое было основано в конце XVII века казаками Острогожского казачьего полка, переселившимися из пригородных слобод Пески и Новая Сотня. Название поселения произошло от близлежащего Гниловища — местности с обширными влажными участками, образованными родниками. К 1765 году численность населения составляла 388 человек, а к 1880 году — 1123 человека. В 1890 году Гнилое стало центром волости, получившей соответствующее название.
Строительство каменного храма в селе Гнилое началось в первой половине XIX века. 15 июля 1840 года был освящён нижний зимний (тёплый) храм с приделом в честь Казанской иконы Божией Матери. 25 июля 1846 года состоялось освящение верхнего храма.
Архитектурно храм представляет собой двухэтажное кирпичное здание, выполненное в стиле, характерном для середины XIX века. Нижний храм предназначен для зимних богослужений, верхний — для летних. Фасады здания украшены декоративными элементами, отражающими традиции православного храмового зодчества того периода.
В настоящее время храм Казанской иконы Божией Матери является действующим и относится к Острогожскому благочинию Россошанской епархии Русской Православной Церкви. При храме ведётся активная приходская деятельность, направленная на духовное просвещение и социальное служение.