Первое упоминание о храме в честь Успения Пресвятой Богородицы в селе Старая Калитва относится к XVIII веку. Изначально на этом месте существовал деревянный храм, который впоследствии сгорел. Каменный храм был построен в 1777 году на средства местных жителей и однодворца Ивана Прибыткова, о чем свидетельствуют сохранившиеся архивные документы, включая контракт на строительство и рапорты в духовную консисторию.
Храм был выполнен в архитектурном стиле классицизма. В 1859 году в нем был освящен придел в честь Собора трех святителей. По данным на 1910 год, церковь сохранялась в хорошем состоянии, а ее оценка вместе с иконостасом и колокольней составляла 25 000 рублей.
В 1936 году храм был закрыт советскими властями, а в 1970-х годах окончательно разрушен. В этот период здание использовалось для хозяйственных нужд, что привело к его постепенному упадку и последующему сносу.
В начале XXI века началось возрождение приходской жизни. В 2020-х годах на новом месте в центре села был построен новый храм в честь Успения Пресвятой Богородицы. 25 октября 2022 года на строящемся храме были освящены купол и крест. В настоящее время храм продолжает действовать, являясь центром духовной жизни села.
Исторически храм входил в состав четвертого благочиния Острогожского уезда Воронежской епархии. В дореволюционный период при храме существовала церковно-приходская школа, а сам приход включал жителей не только Старой Калитвы, но и окрестных деревень.