Село Богатиловка, первоначально именовавшееся Митуралиха в честь голландского лесопромышленника эпохи Петра I, получило современное название благодаря зажиточности местных крестьян. В 1900 году на средства помещицы Марии Алексеевны Пашковой здесь был возведен деревянный трехпрестольный храм по образцовому проекту №31 из Альбома типовых проектов. Церковь строилась как приписная к Александро-Невскому храму села Верхнее Талызино.
Главный престол освящен в честь чудотворного образа Божией Матери «Троеручица», южный придел – во имя святителя Феодосия Черниговского, северный – в честь Рождества Христова. Согласно местному преданию, строительство инициировано после того, как один из семи братьев, живших в селе, неоднократно слышал херувимское пение на месте будущего храма.
В советский период храм оставался действующим, несмотря на снятие 100-пудового колокола. Прихожане обращались с ходатайством о сохранении церкви к М.И. Калинину. В годы Великой Отечественной войны богослужения временно прекращались на трехлетний период в связи с мобилизацией священника. Один из сохранившихся колоколов перенесен из разрушенного храма соседнего села Мамлейка.
Архитектурный облик сооружения характерен для деревянного зодчества рубежа XIX-XX веков. Храм внесен в Государственные списки памятников истории и культуры Нижегородской области под охранным номером 471. В настоящее время приход относится к Лысковской епархии Русской Православной Церкви.