В начале 1990-х годов на месте будущего храма планировалось строительство здания райкома КПСС. В 1990 году был вырыт котлован и начата закладка фундамента. Однако распад СССР и последующий запрет на деятельность КПСС привели к прекращению строительства. Котлован, ежегодно заливаемый талыми водами, оставался в неизменном виде до 2002 года.
Весной 2002 года началось строительство храма. 31 августа 2002 года митрополит Воронежский и Липецкий Мефодий совершил чин освящения закладного камня. На чине освящения присутствовало около тысячи человек. Первоначально на месте храма был установлен списанный железнодорожный вагон, переоборудованный для совершения богослужений и треб. В конце 2003 года, после перекрытия фундамента храма, прихожане переместились на цокольный этаж.
В конце 2007 года на храм начали водружать купола. 10 апреля 2008 года на колокольню строящегося храма был водружён последний большой купол с православным крестом весом 6,5 тонн. После установки купола колокольни здание храма достигло проектной высоты — 49 метров, что соответствует высоте шестнадцатиэтажного жилого дома.
Архитектором храма является Владимир Рулёв. Храмовый комплекс включает в себя церковь с колокольней, воскресную школу и крестильню. Купола храма покрыты специальными листами нитротитана — современным материалом, впервые применённым при строительстве Храма Христа Спасителя. По своим характеристикам нитротитан значительно превосходит традиционную для российских храмов позолоту, а срок его службы в условиях промышленного города составляет не менее пятидесяти лет.
Храм Всех святых, в земле Российской просиявших, стал первым православным храмом в новых правобережных микрорайонах Октябрьского округа города Липецка. Согласно проекту, вместимость храма составляет 600 человек. С момента открытия храм активно участвует в жизни общины, организуя воскресные школы, благотворительные мероприятия и духовные беседы. Он также служит местом проведения обрядов крещения, венчания и отпевания, обеспечивая полное церковное обслуживание для жителей города и окрестностей.
