Архитектурно храм представляет собой деревянное здание, выполненное в русском стиле, характерном для конца XIX века. Стены сооружения рублены из брёвен и снаружи обшиты горизонтальным тёсом; цоколь выполнен из кирпича. Объёмно-планировочная композиция храма крестообразная: доминирует высокий четверик со срезанными углами, несущий крупный световой восьмерик с гранёным куполом, завершённым глухим восьмигранником с вогнутой конусообразной кровлей. К четверику примыкают прямоугольные боковые рукава, алтарь и трапезная, имеющие двускатные кровли и несколько пониженные по отношению к основному объёму. В углах между рукавами креста расположены небольшие прирубы с крыльцами боковых входов с западной стороны. Над папертью, расположенной в западной части трапезной, возвышается колокольня, состоящая из низкого глухого четверика и восьмерика звона, увенчанного шатром с аналогичным завершением, как у храма.
Декор фасадов включает украшенные несложной и мелкой резьбой рамочные наличники окон, треугольные фронтоны боковых рукавов и алтаря, карнизы, изломанные щипцами у основания купола и шатра, а также тонкие накладные пилястры, расположенные на углах объёмов здания. В крыльцах использованы тонкие столбики-колонки: по две в боковых и четыре в главном крыльце.
Внутреннее пространство храма организовано следующим образом: высокая центральная часть имеет трапециевидные паруса и восьмигранный купол. Боковые прирубы и трапезная с плоскими перекрытиями полностью открыты в центральное пространство. Три проёма ведут в алтарь, соединённый с угловыми восточными прирубами. Стены помещений окрашены масляной краской. Иконостас и убранство храма относятся к первой половине XX века.
Согласно преданию, в середине 1880-х годов сельский сход жителей Хохловки направил двух представителей с прошением к княгине Долгорукой в Великую Топаль с просьбой о строительстве церкви. Княгиня одобрила инициативу, и вскоре из Чернигова прибыло одиннадцать строителей во главе с архитектором. Для строительства был выделен участок леса, который, при содействии жителей села, был распилен на брёвна, из которых в 1886 году и был построен Покровский храм. Княгиня Долгорукая лично осмотрела здание и взяла на себя расходы по внутреннему убранству.
В 1932 году священник Василий Бондарцев, служивший в храме, был арестован и сослан. К 1937 году в храме служил священник Стефан Рассаханов, который также был арестован и приговорён к десяти годам заключения. После его ареста богослужения прекратились, а в 1938 году храм был официально закрыт.
Во время Великой Отечественной войны в храме возобновились богослужения, которые совершались мирским чином диаконом Андреем Митрофановичем Гайдуковым. Для находившихся в селе итальянских военных привозили католического священника, который служил для них в храме по католическому чину.
В начале 1960-х годов местные власти предприняли попытку вновь закрыть храм. Здание использовалось для хранения сельскохозяйственного инвентаря, иконы вывозили к пожарной части и сжигали. Однако в 1963 году богослужения возобновились и с тех пор не прекращались. В 1979 году здание признано памятником архитектуры.