Деревянное здание храма выполнено в стиле, стилизованном под храмы XVII века, и представляет собой церковь клетского типа с шатровой звонницей.
Возведение храма было осуществлено к востоку от ранее существовавшей Николаевской церкви, известной как Никола Дор, которая была построена в 1809 году на средства прихожан. Николаевская церковь состояла из трёх строений: для летнего и зимнего богослужения, а также сторожки. В начале 1930-х годов богослужения в Николаевской церкви были прекращены, и здание использовалось под склад для хранения зерна. Впоследствии, после войны, церковь была переоборудована под клуб, что привело к разрушению колокольни и куполов.
В 1996 году, на волне возрождения духовной жизни в России, было принято решение о строительстве нового храма в селе Палкино. Строительство осуществлялось на средства прихожан и при поддержке местных властей. Новый храм был освящён во имя преподобного Серафима Саровского, одного из наиболее почитаемых святых Русской Православной Церкви, канонизированного в 1903 году.
Архитектурное решение храма представляет собой деревянную церковь клетского типа с шатровой звонницей, что характерно для русского деревянного зодчества XVII века. Такой стиль подчёркивает преемственность традиций и связь с историческим наследием.
