Станица Сторожевая была основана в 1858 году казаками Хопёрского полка и первоначально служила военным поселением, выполняя функции сторожевого форпоста в регионе.
Первый православный храм в станице появился через несколько лет после её основания. Впоследствии в Сторожевой существовал молитвенный дом, также посвящённый святителю Николаю Чудотворцу, который в разные периоды был приписан к молитвенным домам станиц Зеленчукской и Кардоникской. В марте-апреле 1943 года молитвенный дом станицы Сторожевой совместно с молитвенным домом станицы Исправной внес более 16 тысяч рублей на постройку танковой колонны «Ставропольский колхозник».
В 1988 году на месте прежнего молитвенного дома была построена новая церковь во имя святителя Николая Чудотворца. При храме были возведены дополнительные постройки: дом для священника, крестильное помещение и просфорня. Впоследствии в храме был устроен престол в честь Казанской иконы Божией Матери, для которого был передан антиминс из сгоревшего храма села Маруха.
