Храм Покрова Пресвятой Богородицы в селе Балтай был первоначально построен в 1864 году как деревянный двухпрестольный храм с колокольней. Главный престол был освящен в честь Покрова Пресвятой Богородицы, а придел — во имя святого благоверного князя Александра Невского. При храме действовали мужская и женская церковно-приходские школы, а также располагались церковные дома для священника и псаломщика.
В предреволюционные годы деревянный храм был перестроен в каменный. Новая шестикупольная церковь с каменной колокольней высотой около 70 метров стала архитектурной доминантой села. В конце 1920-х годов храм был разрушен. Каменная кладка оказалась настолько прочной, что стены не поддались разборке для строительных нужд, и их фрагменты были использованы для мощения дороги. На месте храма позднее построили школу, а на территории церковного кладбища разбили сквер.
В 1991 году, после 60-летнего перерыва, в Балтае был зарегистрирован православный приход. Первые богослужения совершались в фойе местного кинотеатра, затем в здании бывшего Дома пионеров. 16 ноября 1997 года состоялась закладка нового храма. Строительство по проекту архитектора С.В. Киселёва завершилось в 2003 году. 14 октября 2003 года, в престольный праздник, в новом каменном храме состоялось первое богослужение. Чин положения антиминса был совершен 18 октября 2003 года.
В 2023 году храм отметил 20-летие со дня основания. В 2024 году приход получил в дар частицы мощей пятнадцати древних святых, включая великомученика Георгия Победоносца и великомученицу Варвару. В том же году на въезде в село был установлен поклонный крест, изготовленный на средства уроженца Балтая.