Die Stadt wurde 1757 während der Herrschaft von Elisabeth Petrowna gegründet. Die ersten Siedler, neu getaufte Tschuwaschen, gaben der Stadt ihren Namen. Bald wurde in Belebej die erste hölzerne Kirche im Namen des heiligen Erzengels Michael erbaut. Doch während des Pugatschow-Aufstands schlossen sich die Tschuwaschen dem Aufstand an und verbrannten die Kirche um 1774. 1781 wurde Belebej zur Kreisstadt des Ufimsker Gouvernements in der Region Orenburg, und an der Stelle der verbrannten Kirche wurde die zweite hölzerne Michael-Archangel-Kirche errichtet.

35 Jahre später war die Stadt bereit für den Bau eines steinernen Tempels. Das Projekt begann 1815, als von der Orenburger Geistlichen Konsistenz ein Buch zur Sammlung von Spenden herausgegeben wurde. Dies übernahm der pensionierte Wachtmeister Alexander Malzew. 1820 wurde der Protopriester Dmitri Dmitriev nach Belebej berufen. Der Bau der steinernen Kirche zog sich hin, die Materialbeschaffung begann 1822 und der Bau wurde 1828 abgeschlossen. Im November desselben Jahres weihte der Erzbischof Ambrosius II. Morev den Tempel.

Die Kirche wurde im klassizistischen Stil erbaut, erinnerte aber äußerlich an eine Landkirche. Die Fassaden waren schlicht gestaltet, und das Dach war eine Kuppel mit Lichtöffnungen. Der Glockenturm war niedrig und gedrungen. Der neue steinerne Tempel wurde im hinteren Teil des Blocks erbaut, nicht an der Stelle der alten Kirche. Verschiedene Versionen berichten, dass an der Stelle der früheren Kirche ein Gedenkzeichen errichtet wurde, das später durch eine Kapelle ersetzt wurde. Ende des 19. Jahrhunderts erschien an der Stelle einer der alten Kirchen eine Backsteinkapelle im russischen Stil, die erhalten blieb und sich gegenüber der heutigen Kirche befindet.

Im Jahr 1879 wurde die Michael-Archangel-Kirche zur Kathedrale. 1915 beschlossen die Gemeindemitglieder, den Tempel zu erweitern und ihn in einen dreischiffigen Tempel im russisch-byzantinischen Stil umzubauen. Der Kaufmann Michail Jagodkin leistete den ersten Beitrag, aber der Umbau fand aufgrund historischer Ereignisse nicht statt.

Die Kirche wurde in den Jahren der ersten Fünfjahrespläne geschlossen, der Glockenturm abgerissen und das Gebäude als Lager genutzt. 1988, zum 1000-jährigen Jubiläum der Christianisierung Russlands, wurde das Gebäude den Gläubigen zurückgegeben und für den Gottesdienst wiederhergestellt. Der Kuppelbereich wurde gut restauriert, aber der Glockenturm wurde nicht in seiner ursprünglichen Form wiederhergestellt.

Heute befindet sich der Michail-Tempel im Zentrum des historischen Teils von Belebej, umgeben von denkmalgeschützten Gebäuden. 1998 wurde in der Kirche der zweite Altar zu Ehren des Wladimir-Ikone der Gottesmutter geweiht. Zu den Heiligtümern der Kirche gehörte das Bild des heiligen Seraphim von Sarow sowie Ikonen mit Teilen der Reliquien verschiedener Heiliger.