Село Сосновка известно с конца XVI века, когда на его западной окраине был основан Покровский мужской монастырь. Монастырь неоднократно подвергался разорению, особенно в период Смутного времени в начале XVII века. В 1612 году монастырь был разграблен и сожжён казачьим атаманом Иваном Мартыновичем Заруцким. В 1679 году монастырь сгорел до основания и больше не восстанавливался.
В 1784 году на месте сгоревшего монастыря была построена деревянная церковь Покрова Пресвятой Богородицы. В 1884 году началось строительство новой каменной церкви на средства прихожан. Строительство продолжалось до 1895 года, и 8 июля 1890 года храм был освящён архиепископом Феофилактом. Церковь была обнесена каменной оградой, и рядом с ней находился дом причта.
Архитектурно, храм выполнен в стиле русско-византийской архитектуры. Он имеет форму креста, с тремя престолами: главный во имя Покрова Пресвятой Богородицы и два придела — во имя Всех Святых и святителя Модеста Иерусалимского. Внутри храм был украшен хрустальным паникадилом в позолоченной оправе и золотым иконостасом.
В 1930-е годы храм был закрыт, а его здание использовалось для хозяйственных нужд. Колокольня была разобрана, а внутреннее убранство утрачено. В 1991 году здание было возвращено Русской Православной Церкви, и началась его реставрация. Были восстановлены купола, покрытые оцинкованным железом, отремонтирована кровля, проведены внутренние отделочные работы, установлен новый иконостас и пластиковые окна. Прихожанами были пожертвованы новые колокола, установленные на колокольне.
14 октября 2020 года, в день праздника Покрова Пресвятой Богородицы, митрополит Ювеналий совершил великое освящение храма и возглавил в нём Божественную литургию. В настоящее время храм продолжает служить духовным центром для жителей села Сосновка и окрестных населённых пунктов. При храме действует воскресная школа, проводятся культурные и образовательные мероприятия, направленные на сохранение и распространение православных традиций.
