Село Заворонежское было основано в 1863 году на западном берегу реки Лесной Воронеж переселенцами из сел Чурюково и Казанское, после пожара, уничтожившего их дома. Строительство храма началось в 1891 году и продолжалось до 1901 года. Глина для изготовления кирпичей добывалась в местном карьере, а обжиг осуществлялся с использованием соломы. Строительные работы проводились в тёплое время года, в основном силами приглашённых мастеров, которые трудились за питание. Иконостас был привезён из города Козлова (ныне Мичуринск), где находилась художественная мастерская.
Архитектурно храм представляет собой кирпичное здание, характерное для провинциальной церковной архитектуры конца XIX века. В советский период, в 1945–1947 годах, предпринимались попытки закрытия храма и использования его в качестве зернохранилища. Местные жители предприняли меры по защите святыни: иконостас был закрыт досками, алтарь — на замок, а женщины села не допустили представителей власти внутрь. Благодаря обращению прихожан к председателю ВЦИК М. И. Калинину, было получено разрешение на продолжение богослужений.
В настоящее время храм продолжает функционировать. Были проведены работы по укреплению куполов, установлены наружные иконы, обновлены полы и церковная ограда. Содействие в благоустройстве храма оказали районные организации и прихожане. К храму была подведена асфальтированная дорога.
