Село Авдотьино, расположенное на реке Северке, с 1627 года являлось родовым имением семьи Новиковых. В 1749 году отставной статский советник Иван Васильевич Новиков получил храмозданную грамоту на строительство каменного храма на месте старой деревянной церкви XVII века. Строительство велось из тесаного белого камня и было завершено в 1753 году, когда был освящён северный придел во имя преподобного Василия, епископа и исповедника Парийского.
Архитектурно храм выполнен в стиле барокко и представляет собой вариант типа «восьмерик на четверике». В 1789 году сын Ивана Васильевича, известный просветитель и издатель Николай Иванович Новиков, пристроил к храму трёхъярусную колокольню. По мнению исследователей, авторами проекта могли быть сам Н. И. Новиков и архитектор В. И. Баженов.
В 1776 году был освящён главный престол во имя празднования Тихвинской иконы Божией Матери. В 1789 году, после возведения колокольни, был освящён южный придел во имя святителя Алексия, митрополита Московского. Таким образом, храм имел три престола.
В 1818 году в четверике храма был похоронен Н. И. Новиков, что подчёркивает его связь с этим местом. В 1843 году храм был заново расписан.
В 1874 году при храме была организована церковно-приходская школа — деревянная на каменном фундаменте, которая в 1883 году была переведена в земское ведомство. Это подчёркивает роль храма не только как религиозного, но и как образовательного центра.
После Октябрьской революции 1917 года храм, как и многие религиозные сооружения, пережил сложные времена. Однако конкретные сведения о его состоянии и использовании в советский период ограничены.
В настоящее время Тихвинский храм является действующим и относится к Подольской епархии Русской Православной Церкви. При храме функционирует воскресная школа. Реликвией храма является Тихвинская икона Божией Матери, сохранившаяся с момента постройки церкви. Вблизи храма находятся источник и купальня на нём, посвящённые Тихвинской иконе Божией Матери, что делает это место привлекательным для паломников.
