Das Gesuch zum Bau der Pfarrkirche in Wladimirowka wurde am 11. Mai 1870 von der Samaraer Geistlichen Konsistenz an die Gouvernementsbehörde eingereicht und erhielt nach drei Monaten die Genehmigung. Laut den Kirchenunterlagen wurde die hölzerne Kirche, wahrscheinlich eine kalte, für 600 Gläubige, 1877 nach einem vom Gouvernementsarchitekten genehmigten Projekt erbaut. Nach anderen Angaben wurde der Bau jedoch 1875 abgeschlossen. Die Mittel für den Bau wurden von den Gemeindemitgliedern gesammelt, und am 20. November 1877 wurde die Kirche zu Ehren des Erzengels Michael geweiht. 1888 wurde an der Kirche eine kirchliche Schule eröffnet, jedoch gab es keine Filialkapellen oder Kirchen. Nach dem Kommen der sowjetischen Macht blieb die Kirche lange Zeit aktiv und wurde erst etwa 1937-1938 geschlossen. Später wurde im Gebäude ein Getreidespeicher untergebracht, doch sein äußeres Erscheinungsbild und die Ausstattung blieben nahezu unversehrt.

Während des Großen Vaterländischen Krieges wandten sich die Bewohner von Wladimirowka mehrfach an den Rat für die Angelegenheiten der Russisch-Orthodoxen Kirche beim Ministerrat der UdSSR in der Oblast Kujbyschew mit der Bitte, die Gottesdienste in der geschlossenen Kirche wieder aufzunehmen. Am 23. April 1946 wurde die Bitte erfüllt, und die Gemeinde der Michael-Archangel-Kirche wurde offiziell mit einem eigenen Gotteshaus registriert. Seitdem war die Kirche bis 1995 aktiv, als nach dem Tod des Protopresbyters Wladimir Kosmatsch, der seit 1958 als Pfarrer diente, die Gottesdienste für vier Jahre eingestellt wurden. Das Gemeindeleben wurde 1999 mit der Ernennung von Priester Wladimir Bachthin wieder aufgenommen. Während seiner Amtszeit wurden bedeutende Arbeiten zur Erhaltung des Kirchengebäudes durchgeführt: das Dach wurde ersetzt, die Wände verkleidet, Fenster erneuert und eine Heizungsanlage installiert.