Храм был возведен при казармах кавалерийского полка. Его строительство началось в 1894 году при начальнике стоявшей в Острогожске кавалерийской бригады запаса генерал-майоре А.Ф. Петровском. Храм был освящен в 1896 году при начальнике бригады генерал-майоре Н.К. Языкове. Старостой храма был начкадр А.Л. Тимченко-Островерхов.
В 1917 году храм был закрыт и подвергся разрушению. В 1998 году по инициативе командира воинской части полковника В.К. Сметанкина, силами личного состава началось восстановление полуразрушенного храма, которое продолжалось два года. На Благовещение Пресвятой Богородицы, 7 апреля 2000 года, в возрожденном храме совершена первая Божественная литургия.
Архитектура храма с мотивами русского стиля. Форма основания храма – крест, высота 7 метров. Звонница высотой 12 метров. Храм однокупольный.
Благотворители и благоукрасители храма: А.Ф. Петровский, Н.К. Языков, А.Л. Тимченко-Островерхов (XIX век), В.К. Сметанкин, прихожане.