Строительство храма было инициировано в начале XX века местными жителями, стремившимися увековечить память преподобного Серафима Саровского, канонизированного в 1903 году. Место для возведения церкви было выбрано в центре деревни Летнево, что способствовало удобству посещения богослужений всеми прихожанами.
Архитектурный проект храма был выполнен в традиционном русском стиле с элементами византийского зодчества. Здание представляет собой однопрестольный каменный храм с центральным куполом и небольшой колокольней, примыкающей с западной стороны. Фасады украшены декоративными элементами, характерными для православных церквей того времени. Внутреннее убранство включало иконостас, выполненный местными мастерами, и росписи на сюжеты из жития преподобного Серафима Саровского.
Освящение храма состоялось в 1912 году, после чего он стал центром духовной жизни деревни Летнево и окрестных населенных пунктов. В период с 1912 по 1930 годы храм функционировал без значительных изменений, являясь местом проведения регулярных богослужений и церковных праздников.
В 1930-е годы, в период антирелигиозной политики советского государства, храм был закрыт, а его имущество конфисковано. Здание использовалось для различных хозяйственных нужд, что привело к утрате значительной части внутреннего убранства и повреждению архитектурных элементов. Колокольня была демонтирована, а купол подвергся частичному разрушению.
В послевоенные годы здание храма продолжало использоваться не по назначению, что способствовало его дальнейшему обветшанию. Лишь в конце 1980-х годов, с началом политики гласности и изменения отношения государства к религии, местные жители начали предпринимать усилия по возвращению храма Русской Православной Церкви.
В 1991 году здание храма было официально передано Нижегородской епархии. Сразу после этого начались восстановительные работы, инициированные местной общиной при поддержке епархиального управления. Восстановление проводилось в несколько этапов: были реконструированы купол и колокольня, восстановлены фасады и внутренние помещения. Особое внимание уделялось воссозданию иконостаса и росписей, для чего привлекались специалисты по церковному искусству.
В 1995 году, после завершения основных восстановительных работ, храм был повторно освящен и возобновил проведение регулярных богослужений. С этого момента он вновь стал центром духовной жизни деревни Летнево и окрестностей. При храме была организована воскресная школа для детей, а также различные просветительские и благотворительные инициативы.
В последующие годы храм продолжал благоукрашаться: были установлены новые колокола, обновлены иконы, проведены работы по благоустройству прилегающей территории. В 2010 году, к 100-летию со дня основания, храм был полностью отреставрирован.
