Храм Рождества Христова в селе Горный Балыклей имеет историю, восходящую к середине XIX века. Первая церковь во имя Рождества Христова была построена в 1864 году взамен старой, существовавшей с 1744 года. Церковь 1864 года была деревянной, холодной, с колокольней. Впоследствии здание подверглось перестройке, и к началу XX века стены храма уже были каменными.
В 1950 году церковь была разобрана на строительные материалы, которые использовались для сооружения местного детского сада. Приход в селе Горный Балыклей был воссоздан в 1991 году. Первые богослужения совершались в обустроенном молитвенном доме по воскресным и праздничным дням.
Современный храм Рождества Христова был построен в период между 2010 и 2015 годами. Он является преемником исторической церкви, существовавшей в селе до её разрушения. Храм относится к Дубовскому благочинию Волгоградской епархии Русской Православной Церкви. Престольный праздник отмечается 7 января по новому стилю.
Село Горный Балыклей было основано в 1732 году как станица Балыклейская Волжского казачьего войска. В 1777 году, после участия казаков в Пугачёвском восстании, станица была преобразована в казённое село и заселена крестьянами из различных губерний. В конце XIX века в селе действовали земская и церковно-приходская школы, общественный хлебозапасный магазин.
Часть территории села была затоплена при заполнении Волгоградского водохранилища. Современный храм расположен на западном берегу водохранилища, в пределах Приволжской возвышенности. Климат в местности характеризуется как умеренный континентальный с жарким летом и малоснежной зимой.