Церковь была известна еще до XVII века и изначально была деревянной. Внутреннее убранство описывалось так: "от царских дверей по правой стороне образ местный штилистовой собор Архангела Михаила на золоте, двери царские без столпцов и без сеней на празелени, деисус над царскими дверьми на трех цках штилистовой на золоте, в алтаре образ Пречистой Богородицы запрестольные на празелени". Перед церковью стояла колокольня "на столбе, покрытая шатром, а в ней колокола небольшие". 25 августа 1839 года храм сгорел, но на его месте был возведен новый каменный с приделом Митрофаниевским. Строительство началось в 1844 году, а в 1845 году была освящена придельная церковь. Основная церковь была построена и освящена в 1867 году на средства прихожан и благотворителей. Она была каменной, с колокольней и сторожкой, как указывалось в клировых ведомостях, утварь в ней была посредственной. В храме было два престола: главный в честь архангела Михаила и придельный в честь святителя Митрофания, епископа Воронежского. Хотя этот храм не был столь красив, как соборный, он носил имя того же Архистратига Михаила и свидетельствовал о любви жителей Михайлова к своему покровителю. После революции храм постигла участь многих российских церквей. 29 апреля 1940 года его закрыли по решению облисполкома и переоборудовали под школу. В 1959 году в здании храма разместили фабрику нетканых материалов.

В настоящее время храм восстанавливается. В 1997 году в Щетиновской слободе города Михайлова был вновь образован приход Архангела Михаила. Для богослужений ему была передана часть пристройки к храму, "Красный углок" фабрики, который после адаптации был освящен архимандритом Андреем Креховым по благословению архиепископа Рязанского и Касимовского Симона. Первым настоятелем стал иерей Михаил Рябов.

В 2004 году начались проектные работы по восстановлению храма. Только в 2009 году здание храма было освобождено, и начались работы по возвращению ему прежней красоты.

30 июля 2016 года митрополит Рязанский и Михайловский Марк совершил малое освящение храма.