Село Злынка известно с XVII века. В 1758–1759 годах группа старообрядцев-федосеевцев, переселившихся из Литвы, построила в Злынке молельню, освященную в честь Покрова Пресвятой Богородицы. В начале 1850-х годов молельня была преобразована в единоверческую церковь с пристроенным алтарем, колокольней и куполами. В 1886 году Святейший Синод постановил преобразовать эту церковь в православную и образовать при ней приход из жителей Злынки, Петровки и Павловки.
В 1903–1904 годах на месте прежнего храма был построен новый деревянный храм на кирпичном цоколе. Архитектурно церковь представляет собой деревянное здание с рублеными стенами, обшитыми тесом, и кирпичным цоколем. Основной объем храма увенчан восьмериком с граненым куполом и главкой на восьмигранной шее. Пятигранный алтарь имеет небольшой четверик с главкой. Над трапезной возвышается ярусная колокольня с восьмериком, куполом и главкой. Фасады украшены портиками с колоннами и фронтонами, отражая стиль начала XX века.
После революции священник Анатолий Шкредовский был арестован в 1919 году и расстрелян в 1937 году. Церковь была закрыта и использовалась как зернохранилище. Во время немецкой оккупации в 1943 году богослужения возобновились и продолжались после освобождения города. В советский период храм не закрывался, но состояние здания ухудшалось из-за недостатка финансирования на реставрацию.
В 1990 году здание храма было передано верующим. В 1991 году в храме были возобновлены регулярные богослужения. В 2004 году храм был включен в список объектов культурного наследия регионального значения. В настоящее время продолжаются работы по реставрации и сохранению архитектурного облика церкви.
