История храма связана с почитанием Аксайской иконы Божией Матери, относящейся к иконографическому типу Одигитрии. В 1830 году, во время эпидемии холеры, произошло явление иконы в станице Аксайской. С иконой был совершен крестный ход, после чего её поместили в Троицкой церкви станицы. В 1847 году, в связи с новой вспышкой холеры, икону временно перенесли в Новочеркасск, где она также стала объектом почитания. В 1851 году император утвердил определение Святейшего Синода об учреждении ежегодного крестного хода с иконой между Аксайской станицей и Новочеркасском. Поклонение иконе продолжалось до 1920 года, после чего её следы теряются.
В 1891 году на месте явления иконы было решено построить церковь. Средства на строительство жертвовали жители станицы, а сотник Лотошников предоставил участок земли и личные сбережения. Строительство храма продолжалось около шести лет. 6 ноября 1897 года викарий Донской епархии епископ Иоанн (Миролюбов) освятил храм. Позднее были построены часовня, тризна и колокольня.
Архитектурно храм представляет собой каменное здание с элементами традиционного православного зодчества. Фасады окрашены в светлые тона, окна имеют арочную форму, входная группа оформлена декоративными элементами. Купола покрыты металлическими листами и увенчаны православными крестами. Внутреннее убранство включает резной иконостас, выполненный из дерева, а также настенные росписи на религиозную тематику.
Богослужения в храме прерывались в годы Великой Отечественной войны. В 1945 году храм был отремонтирован, и богослужения в нём возобновились. В 2000-е годы храм был отреставрирован, было благоустроено подворье.
В настоящее время храм функционирует и является действующим религиозным учреждением, входящим в состав Ростовской-на-Дону епархии Русской православной церкви. В нём регулярно проводятся богослужения, таинства и требы.
