Первое упоминание о церкви в селе Знаменское относится к 1673 году, когда здесь существовала деревянная церковь Пресвятой Богородицы. В 1733 году, во время владения селом цесаревной Елизаветой Петровной, в результате пожара церковь сгорела. По её повелению была построена новая деревянная церковь, которая также пострадала от пожара спустя 20 лет.
В 1769 году граф Алексей Григорьевич Разумовский, владевший селом, инициировал строительство кирпичной церкви. Новый храм был покрыт железом, окрашенным зелёной краской, и венчался одной большой главкой. Отопление обеспечивалось двумя голландскими печами.
Архитектурно храм выполнен в стиле раннего классицизма. Здание расположено на западной окраине села, на высоком холме, спускающемся к заливному лугу у правого берега реки. Лёгкое здание как бы парит над открытой местностью, контрастируя с монументальным церковным комплексом села Дмитровское, расположенным на другом берегу. Памятник просматривается на протяжении многих километров со всех сторон. Характерное для плоскостного барокко кирпичное здание первоначально не было оштукатурено.
В советский период храм был закрыт, и его здание использовалось для хозяйственных нужд, что привело к утрате многих элементов внутреннего убранства. Однако архитектурные особенности здания сохранились, позволяя оценить его историческую и культурную ценность.
В 2003 году храм был возвращён Русской Православной Церкви, и начались работы по его восстановлению. Были проведены реставрационные работы, направленные на восстановление первоначального облика здания и его адаптацию для проведения богослужений. В настоящее время храм действует, являясь духовным центром для местных жителей и привлекая внимание исследователей и туристов.
