В 1768 году, на средства прихожан, в станице была установлена деревянная церковь, перенесённая из станицы Тишанской. Здание имело деревянную колокольню и ограду, а его престол был освящён во имя Рождества Пресвятой Богородицы. К 1802 году в станице уже существовала каменная церковь. Между 1784 и 1789 годами было возведено новое каменное здание храма в стиле барокко, после чего старое деревянное здание было продано в слободу Солонку. С 1881 года священником храма служил Пётр Михайлович Васильев.
В сентябре 1929 года храм был закрыт, а его здание разрушено в 1935 году. На месте разрушенного храма был построен клуб.
В 1997 году в станице Усть-Бузулукская был образован новый приход Рождества Пресвятой Богородицы. Был построен молитвенный дом с библиотекой по адресу переулок Шолохова, 24. Этот молитвенный дом относится к Новоаннинскому благочинию Урюпинской епархии. Богослужения в нём совершаются по воскресным и праздничным дням.