Инициатива создания православного прихода в посёлке Пятиморск возникла в начале 2000-х годов в связи с необходимостью обеспечения духовного окормления местного населения. В 2002 году была зарегистрирована местная религиозная организация — православный приход храма святой равноапостольной княгини Ольги. Организация была внесена в Единый государственный реестр юридических лиц под регистрационным номером 1023400014252. Основной целью прихода стало восстановление и развитие православной жизни в регионе.
Строительство храма началось в 2003 году. Выбор святой равноапостольной княгини Ольги в качестве небесной покровительницы был обусловлен её значением в истории христианизации Руси и её почитанием как одной из первых русских святых. Строительство велось на средства, собранные прихожанами и благотворителями.
Архитектурно здание храма представляет собой кирпичную конструкцию, характерную для православного храмового зодчества. Основной объём храма включает в себя один престол, что позволяет проводить богослужения в честь святой равноапостольной княгини Ольги. Внутреннее убранство храма оформлено в соответствии с канонами Русской Православной Церкви, включая иконостас и росписи на религиозные темы.