Село Михайловское впервые упоминается в исторических документах в 1433 году, согласно грамоте удельного князя Юрия Звенигородского или Юрия Галицкого. Уже тогда в селе существовал храм Архангела Михаила, предположительно деревянный.
В XVII веке село Михайловское входило в число дворцовых сел Звенигородского уезда. По данным писцовых книг 1675–1677 годов, в селе находилась деревянная церковь во имя Архистратига Михаила, описанная как «древяная клетцки, на паперти два всхода, церковь и паперть крыты тесом, на паперти колокольня на столбе, на ней два колокола». Это описание дает представление о внешнем облике и состоянии храма в тот период.
В начале XIX века деревянная церковь продолжала функционировать, однако с течением времени возникла необходимость в строительстве нового, более вместительного и долговечного храма. В 1880–1889 годах по проекту архитектора Владислава Адамовича Грудзина был возведен существующий ныне каменный храм Архангела Михаила. В 1887 году были освящены приделы в честь Боголюбской иконы Божией Матери и святого благоверного князя Александра Невского, устроенные в трапезной части храма, а в 1889 году — главный престол во имя Архангела Михаила.
Архитектурно храм представляет собой одноглавое кирпичное здание в русском стиле с трапезной и колокольней. Толщина стен превышает один метр, что обеспечивает прочность и долговечность сооружения. В трапезной части расположены два придела: в честь Боголюбской иконы Божией Матери и во имя святого благоверного князя Александра Невского.
После революции 1917 года храм, как и многие религиозные сооружения в России, подвергся закрытию и осквернению. Здание использовалось под зернохранилище, что привело к утрате значительной части внутреннего убранства. В 1935 году в храм был назначен священник Парфений Грузинов, который служил до своего ареста в 1938 году. Он был обвинен в контрреволюционной деятельности и расстрелян на полигоне Бутово.
После ареста последнего священника местное население разобрало церковную печь, сложенную из нескольких тысяч кирпичей и обложенную изразцами, а также выложенный плиткой пол. В 1956 году с колокольни был снят последний колокол, проданный в село Шарапово за 500 рублей.
В 1993 году в храме произошел пожар, уничтоживший все внутреннее убранство. Однако усилиями местных жителей и прихожан здание было восстановлено, и первые богослужения состоялись на Пасху 2000 года. Этот день можно считать началом духовного возрождения прихода Михаило-Архангельского храма.
