Die Geschichte der poltawischen Heiligkeit ist einzigartig. Nach der Poltawa-Schlacht ordnete Zar Peter I. die Gründung eines Männerklosters zu Ehren des Sieges über die Schweden an, mit zwei Kirchen: einer oberen, die den Aposteln Petrus und Paulus gewidmet war, und einer unteren, der Sampson-Kirche, zu Ehren des heiligen Sampson. Der Erlass wurde jedoch nicht umgesetzt.

Im Jahr 1840 spendete I. S. Sudienko, ein geheimer Rat, 100.000 Rubel für den Bau einer Kirche auf dem Feld der Poltawa-Schlacht. 1841 wurde das Projekt des Architekten I. I. Scharleman genehmigt, das 1848 überarbeitet wurde. Die Kirche zu Ehren des heiligen Sampson wurde 1852 eingeweiht und 1856 mit Mitteln von Sudienko geweiht. Die erste Kirche war klein, im byzantinischen Stil, mit einer zentralen Kuppel und vier dekorativen Türmchen. Gegenüber wurden zwei Steinhäuser für den Klerus gebaut.

1887 wurde an der Kirche eine Schule für Jungen eröffnet, in der der Mönch Chariton Karpilensky Lehrer war. 1888 besuchten mehr als 30 Schüler die Schule, und 1889 wurde sie in eine kirchliche Schule umgewandelt. Die Gottesdienste wurden täglich, da die Schüler und ihre Verwandten den Tempel besuchten. 1892 wurde mit Mitteln des Bischofs Ilarion ein neues Schulgebäude für 50 Schüler errichtet, und 1899 wurde eine dreiklassige Lehrerschule eröffnet.

Die Kirche wurde eng, und 1890 unterstützte der Oberprokurator des Synods K. P. Pobiedonoszew die Erweiterung des Tempels. Der Architekt des Synods Nikowon entwarf einen Umbauplan. Zum 200. Jahrestag der Poltawa-Schlacht wurde nach dem Projekt von S. V. Nosow der Glockenturm fertiggestellt, ein marmorner Ikonostase installiert, das Innere bemalt und an der Fassade ein Bild von Peter I. angebracht. 1909 wurde an der Kirche das erste Museum zur Geschichte der Poltawa-Schlacht eröffnet, das bis 1918 in Betrieb war.

Die Kirche litt in den Jahren der Verfolgung und wurde 1948 geschlossen, aber 1990 wurde sie der orthodoxen Gemeinde übergeben. 2003 wurde der Glockenturm in seiner ursprünglichen Form wiederhergestellt.