Первое упоминание о Никольской церкви в селе Мишино относится к 1676 году, когда в окладных книгах зафиксировано существование деревянного храма, обеспечивающего духовное окормление местных жителей. В 1795 году на месте старого храма была построена новая деревянная церковь, которая прослужила почти столетие, но в 1883 году обрушилась из-за ветхости.
В период с 1856 по 1865 годы на средства помещика, поручика Павла Семёновича Меженинова, был возведён каменный Никольский храм. Строительство завершилось в 1865 году, и 10 октября того же года храм был освящён. С 1873 года он числился приписным к Покровской церкви села Злыхино. В 1897 году в трапезной части храма был освящён придел в честь Казанской иконы Божией Матери.
Архитектурно храм представлял собой «храм под звоном» с четырёхскатной крышей; колокольня располагалась по центру здания, над трапезной. Такое решение было характерно для храмовой архитектуры того периода и обеспечивало компактность и функциональность сооружения.
В 1930-х годах, в период гонений на церковь, храм был закрыт. Здание подверглось разорению: притвор был разобран, колокольня полностью снесена, а в помещении храма устроили семенной склад зерна. От первоначального здания сохранился лишь нижний ярус трапезной, на стенах которого местами уцелели фрагменты настенных росписей.
После распада СССР храм был передан вновь образованной общине. В 2006 году начались восстановительные работы, завершившиеся в 2010 году. В ходе реставрации были отремонтированы кровля, сооружена новая колокольня с крестом, установлен иконостас, возведён кирпичный притвор и обустроена система отопления. С 2010 года в храме регулярно совершаются богослужения, включая Божественную литургию, молебны и панихиды.
У церковного алтаря находятся захоронения генерала Александра Павловича Меженинова, героя русско-турецкой войны, и его брата Николая Павловича Меженинова, начальника строительства Транссибирской железнодорожной магистрали.
