Село Ливенка, ранее известное как город Ливенск, было основано в 1681 году на месте слияния рек Малый Валуй и Большой Валуй. Первоначально оно служило укреплённым пунктом на Изюмской оборонительной линии, предназначенной для защиты южных рубежей Российского государства от набегов крымских и ногайских татар. В 1779 году Ливенск получил статус уездного города Воронежской губернии, однако в 1797 году был упразднён и приписан к городу Бирюч.
Первые упоминания о храме Успения Пресвятой Богородицы в Ливенке датируются 1787 годом. В 1791 году на месте старой церкви был построен новый деревянный храм. В XIX веке, в связи с увеличением численности прихожан и необходимостью создания более прочного сооружения, было принято решение о строительстве каменного храма. Точная дата завершения строительства каменного храма не установлена, однако известно, что он был возведён в первой половине XIX века.
Архитектурно храм представляет собой крестово-купольное сооружение с пятиглавием и отдельно стоящей колокольней. Фасады здания украшены элементами классицизма, характерными для церковной архитектуры того периода. Внутреннее убранство храма включает резной иконостас и настенные росписи, выполненные в соответствии с православными канонами.
В советский период храм, как и многие другие религиозные сооружения, был закрыт. Здание использовалось в различных хозяйственных целях, что привело к его частичному разрушению и утрате внутреннего убранства. В 1990-х годах, с началом возрождения религиозной жизни в России, начались работы по восстановлению храма. Благодаря усилиям местных жителей и при поддержке епархии, храм был отреставрирован и вновь открыт для богослужений.