Храм построен в 1775 году в пригородной слободе Пески («на Песках»), где первоначально (с 1699 года) находился деревянный храм во имя Архангела Михаила. В 1782 году были освящены приделы храма: правый – в честь Владимирской иконы Божией Матери, левый – во имя преподобного Иоанна Рыльского. В третьей четверти XIX века трапезная, приделы и алтарная часть перестроены. Колокольня возведена в начале ХХ века.
Земельный участок: 1900 кв. м.
В годы большевистских гонений на церковь, в числе многих храмов, был закрыт и этот.
В 1948 году был открыт и по настоящее время в нём совершаются богослужения. В 2003году по благословению митрополита Воронежского и Борисоглебского Сергия были начаты капитальный ремонт и реставрация храма. Средства на это благое дело пожертвовал уроженец г. Острогожска, Московский предприниматель Василий Андреевич Летов.
24 июня 2007года, в Неделю 4-ю по Пятидесятнице, митрополит Воронежский и Борисоглебский Сергий перед началом Божественной Литургии совершил чин обновления храма.
В архитектуре храма соединились три стиля: барокко – ядро храма; русский стиль – декор фасадов трапезной, приделов и алтарной части; классицизм в период стилизации в эклектике – колокольня.
Форма основания храма – «корабль», высота 25 метров. Колокольня трёхъярусная, высотой – 42 метра. Купол один. Здание храма является памятником архитектуры федерального значения.
Святой источник названный в честь иконы Спасителя «Живоносная лоза» находится на территории Острогожского благочиния Воронежской и Борисоглебской Епархии в городе Острогожске по улице Боевой.
На западе слободы Пески, на расстоянии трёхсот сажень, по болотистому месту, под названием «брод», устроена плотина, в конце которой находится криница. В этой кринице найдена икона Спасителя. Криница эта существует с незапамятных для жителей времён. На месте криницы, говорит предание, первоначально, неизвестно кем, был поставлен большой деревянный крест; из под этого креста сочился ручей воды из маленькой кринички. Жители слободы Песок воду криницы издавна считали целительной, – часто отчаянно больные просили напоить их водой из под креста и от ней выздоравливали. Через это только криница не была совершенно запущена. Вода в кринице слоевая и находится в земле всего на один аршин глубины. Об обстоятельствах обретения иконы народное предание гласит следующее: «5-го июня 1882 года, ночью, некоторые из Песковских жителей, проездом мимо криницы в поле, первые увидели икону, плавающую в воде, но в недоумении не сказали о ней никому и уехали в поле. Утром, до восхода солнца, одна женщина слободы Песок пришла к кринице набрать воды для домашней надобности. Увидев икону в кринице, она созвала туда своих соседей; заявили об этой иконе уряднику и становому приставу. Икону взяли и отнесли в Песковскую церковь. С этого времени она стала пользоваться особым почитанием среди прихожан. В годы советской власти Криница была разрушена до основания. В годы перестройки Криница, в которой была найдена икона, усердием прихожан была возобновлена и оправлена, вставлен новый дубовый сруб и над ней установлена из досок четырёхугольная, в шесть аршин камплица с железной крышей и крестом наверху.
В 2011 году была произведена реконструкция Святого источника, а именно было осуществлено проектирование, изготовление и монтаж нового деревянного сруба купели и колодца; территория вокруг источника выложена плиткой, установлены позолоченные купола.
Крестный ход, помимо Пасхи и престольных праздников, совершается на источник «Живоносная лоза» На источнике совершаются молебны на Крещение Господне, на Светлой Седмице,на праздник иконы Божией Матери «Живоносный источник».