Возведение храма связано с именем коллежского советника Ивана Фёдоровича Лобкова, который инициировал строительство в память о своей супруге Авдотье Алексеевне Лобковой, скончавшейся 7 сентября 1816 года. Авдотья Алексеевна, в девичестве Бунина, была владелицей поместья в селе Гремячка Раненбургского уезда и приходилась двоюродной сестрой Марии Петровны Семёновой, бабушки известного учёного Петра Петровича Семёнова-Тян-Шанского.
Строительство храма началось в 1817 году и завершилось в 1818 году. Первоначально была возведена основная часть церкви в стиле классицизма, представляющая собой четырёхлепестковую ротонду с полукруглыми апсидами, украшенными колоннами тосканского ордера. В 1819 году И.Ф. Лобков подал прошение о строительстве при храме каменной колокольни, богаделен и ограды. Ограда была завершена к 1850 году.
В последующие десятилетия комплекс храма расширялся. В 1876 году в трапезной части были устроены два придела: во имя святой великомученицы Варвары и святого Алексия, человека Божия. Колокольня оставалась отдельно стоящей до завершения строительства трапезной.
После революции 1917 года храм был национализирован. В 1918 году здание использовалось под зерносклад, а затем в качестве конторы ОРСа «Липецкстроя». Официальное закрытие храма состоялось 30 августа 1935 года по решению комиссии по вопросам культа при Воронежском облисполкоме. В советское время в здании размещались различные учреждения, включая кинопрокат, архив и похоронное бюро.
