Первое письменное упоминание о церкви в Анне относится к 1705 году, где она упоминается как Ильинская. В окладных книгах Воронежской епархии 1724 года церковь уже указана как Рождества Христова. Это название сохранилось до настоящего времени.
В 1788 году была построена новая деревянная церковь, которая со временем перестала вмещать увеличившееся число прихожан. В 1894 году началось строительство каменного храма на средства князя Владимира Анатольевича Барятинского и его супруги Надежды Александровны. Проект был разработан воронежским архитектором С.Л. Мысловским. Закладка храма состоялась 1 июня 1894 года в день серебряной свадьбы Барятинских.
Строительство продолжалось пять лет. Храм был выполнен в византийском стиле, имел форму креста и был увенчан 13 куполами. С западной стороны к нему примыкала четырехъярусная колокольня высотой 43 метра. В храме было три престола: главный в честь Рождества Христова, южный - святого равноапостольного князя Владимира, северный - святой мученицы Надежды. Освящение состоялось 1-2 июня 1899 года.
В 1930-е годы храм был закрыт, колокольня разрушена, внутреннее убранство утрачено. Здание использовалось как зернохранилище. Богослужения возобновились в 1942 году во время немецкой оккупации. После войны храм продолжал действовать, хотя часть помещений по-прежнему использовалась для хранения зерна.
В 1991 году была восстановлена колокольня по проекту архитектора Ю. Грачева. В 1995 году при храме открылась воскресная школа. В конце 1990-х годов проведен капитальный ремонт, восстановлены росписи, изготовлены новые киоты и аналои. Храм является объектом культурного наследия областного значения.
