Построена к 1781 году в основном на средства купца Ивана Григорьевича Воронова по специальному проекту, заказанному в Петербурге. Церковь напоминает своей архитектурой Петропавлоский собор Санкт-Петербурга. Высота шпиля колокольни - 67 м, что делало церковь самым высоким зданием в Козлове (бывшее название Мичуринска).
После пожара в 1865 году церковь была вновь отстроена и освящена в 1875 году. В 1930-е церковь была закрыта. В ней размещались ремонтные мастерские, с 1964 года - краеведческий музей. В 1992 году храм возвращён верующим. В 1996 году рядом с храмом построена часовня.