Село Студенцы было основано в 1809 году казаками и крестьянами из различных губерний Российской империи. К середине XIX века численность населения достигала около 1500 человек. В связи с удалённостью от приходской Пречистенской церкви и трудностями в посещении богослужений, особенно в зимний период и во время весенней распутицы, жители села обратились с прошением о строительстве собственного храма. 27 марта 1861 года Войсковое правление Оренбургского казачьего войска направило соответствующее отношение генерал-губернатору, в котором указывалось на необходимость возведения деревянной церкви на каменном фундаменте с учреждением церковного причта из священника и дьячка. 9 сентября 1861 года епископ Оренбургский и Уральский Антоний уведомил о разрешении строительства церкви в Студенецком отряде. Закладка храма была поручена благочинному Белову. Строительство завершилось между 1861 и 1864 годами. Впоследствии храм был расширен за счёт пристройки двух боковых приделов, для чего лес был завезён из Башкирии. Церковь была построена в форме креста и располагалась на возвышенном месте села, что делало её видимой издалека.
В 1930-е годы, в период антирелигиозной кампании, предпринимались попытки разрушения храма. Однако жители села активно выступили в защиту церкви, что предотвратило её уничтожение. Тем не менее, в 1936 году храм был закрыт и использовался как зернохранилище во время Великой Отечественной войны. В 1944 году верующим удалось вернуть храм и возобновить богослужения.
В 1994 году на приход был назначен новый настоятель, что стало началом возрождения храма. На тот момент здание находилось в аварийном состоянии: требовалась замена электропроводки, ремонт кровли и укрепление конструкций. Благодаря усилиям прихожан и поддержке местных предприятий были проведены необходимые ремонтные работы. Была восстановлена электропроводка, отремонтированы купола и двери, территория храма была огорожена новой оградой, а также благоустроена прилегающая территория. Кроме того, были построены новые жилые корпуса для насельников обители.
