Строительство храма было обусловлено необходимостью создания нового храма после переноса станицы Гундоровской на правый берег реки Северский Донец в 1851 году из-за частых наводнений, затоплявших прежний деревянный храм Архангела Михаила.
12 ноября 1852 года император Николай I утвердил проект нового каменного храма в византийском стиле. 4 июня 1853 года состоялось освящение места под строительство, после чего начались строительные работы. Через восемь лет, в 1861 году, храм был завершен и освящен. Строительство обошлось в 38 500 рублей, а создание иконостаса оценивалось в 10 000 рублей. В новый храм были перенесены несколько церковнослужебных книг из прежнего храма, включая Триодь цветную 1695 года, Триодь постную 1699 года, Минеи месячные 1724 года и Октоих 1727 года.
В 1911 году в храме был проведен капитальный ремонт: пристроены тамбуры с северной и южной сторон, установлено паровое отопление.
В советский период храм подвергся закрытию и использовался под зернохранилище. В 1943 году богослужения были возобновлены. С 1987 по 2007 год проводились восстановительные работы: устанавливались колокола, заменены купола, отремонтирован фасад, установлено газовое отопление.
В 2008 году храм был восстановлен и вновь отремонтирован. В 2011 году он был включен в число объектов культурного наследия регионального значения. Особенностью храма является исполнение росписи в виде иконной галереи.
На территории храма находятся захоронения полковника Георгия Георгиевича Власова, архидьякона Василия Андреевича Протопопова и иеромонаха Митрофания, скончавшегося в 2008 году. Храмовые праздники включают Успение Пресвятой Богородицы (28 августа) и день памяти святителя Митрофана Воронежского (6 декабря).
