Первое упоминание о храме в селе Сладково относится к концу XVIII века. В 1793 году Тобольский архиепископ Варлаам удовлетворил просьбу крестьян о строительстве храма в деревне Сладкой. В июне 1796 года протоиереем Фроловым была осуществлена закладка деревянной церкви. Строительство завершилось в 1799 году, а освящение храма состоялось в 1800 году. Церковь была построена из соснового леса, заготовленного в северных волостях Ишимского округа.
В 80-е годы XIX века деревянный храм сгорел во время большого пожара, охватившего село. В 1857 году началось строительство каменного трехпридельного храма. Главный престол был освящен в честь Рождества Христова, боковые приделы – во имя святых апостолов Петра и Павла и святителя Митрофана Воронежского. Новая церковь возводилась в 300 метрах восточнее прежнего места. Для строительства использовался кирпич, изготовленный на месте приглашенными мастерами из Ишима и Петропавловска.
В 1908-1914 годах храм был реконструирован в связи с увеличением численности прихода. Была увеличена высота колокольни, изменен архитектурный облик главного купола. В 1914 году работы по расширению храма завершились. В 1935 году церковь была официально закрыта, здание использовалось под электростанцию, зернохранилище и пожарную часть. Впоследствии храм значительно пострадал от разрушений.
В 2012 году начались работы по восстановлению храма на историческом месте. В фундамент был заложен камень из разрушенного здания. Строительство велось с перерывами из-за недостатка финансирования. В 2019 году восстановленный храм был открыт для богослужений. Архитектурное решение нового здания повторяет основные черты исторического каменного храма XIX века.