Первые упоминания о храме относятся к XVII веку, когда на месте современного Лыткарина существовала деревянная церковь, посвященная Покрову Пресвятой Богородицы. С течением времени деревянная постройка обветшала, и возникла необходимость в строительстве нового каменного храма.
В 1825 году началось возведение каменного Покровского храма. Строительство продолжалось несколько лет и было завершено в 1833 году. Архитектурный облик храма сочетает элементы классицизма и ампира, что характерно для церковного зодчества того периода.
В 1902 году по проекту архитектора Н.Н. Благовещенского к основному объему храма были пристроены два придела, что расширило его вместимость и функциональные возможности. Освящение новых приделов состоялось 6 октября 1902 года.
После революции 1917 года и установления советской власти храм, как и многие религиозные сооружения, пережил период гонений. В 1930-е годы он был закрыт, а его помещения использовались в различных светских целях, что привело к утрате значительной части внутреннего убранства и архитектурных элементов.
В 1992 году, в период возрождения религиозной жизни в России, была образована приходская община, и начался процесс возвращения храма Русской Православной Церкви. В 1993 году, в день праздника Покрова Пресвятой Богородицы, в храме была совершена первая после долгого перерыва Божественная литургия. С этого момента начались активные реставрационные работы, направленные на восстановление первоначального облика храма и его внутреннего убранства.
14 октября 2004 года состоялось великое освящение восстановленного храма, которое совершил архиепископ Можайский Григорий.
Архитектурно храм представляет собой образец русского церковного зодчества XIX века с элементами классицизма и ампира. Его фасады украшены характерными для того времени декоративными элементами, а внутреннее убранство включает иконостас и росписи, выполненные в традициях православной иконописи.
В настоящее время при храме действует воскресная школа, где дети и взрослые изучают основы православной веры, церковное пение и традиции. Проводятся регулярные богослужения, обряды крещения, венчания и другие церковные таинства. Храм также участвует в благотворительных и просветительских проектах, направленных на поддержку социально незащищенных слоев населения и укрепление духовно-нравственных ценностей в обществе.
