Церковь в селе Александровка Оренбургского уезда была возведена в 1857 году, а в 1873 году её перестроили. Здание церкви было деревянным, с деревянной колокольней, и в нём имелось достаточно утвари. Престол был посвящён святым Косме и Дамиану, чудотворцам и бессребреникам.

Штат Космодамианской церкви включал священника и псаломщика. В 1868 году священником стал Аристарх Гумилевский, а псаломщиком был Михаил Андреевич Покровский. По данным клировой ведомости 1900 года, священником был Константин Стефанович Васильев, а псаломщиком, Павел Иоаннович Смирнов. Священник жил в доме, построенном прихожанами, а псаломщик, на квартире. На заседании Оренбургской духовной консистории 23 июля 1859 года обсуждался вопрос о выделении земли для церквей, включая Космодамианскую в Александровке. Было решено обратиться в Оренбургскую Палату государственных имуществ с просьбой направить землемера для проведения работ по отводу земли. Членам причта было выделено 71,94 га земли. Казенное жалование составляло 94 рубля в год, а от прихожан поступала хлебная руга. Доход от треб и пожертвований прихожан достигал 400 рублей в год.

Ближайшими к Космодамианской церкви в Александровке были Михаило-Архангельская церковь в Ново-Богдановке, Космодамианская церковь в Добринке и Дмитриевская церковь в Гавриловке.

В отдельном деревянном здании при Космодамианской церкви находилась церковно-приходская школа, открытая в 1891 году. Она была построена на средства Оренбургского Епархиального училищного совета. Законоучителем был Александр Поляков, уволенный со второго класса Духовной семинарии, а учительницей, его дочь, Серафима Михайловна Дубянская, окончившая женское училище.

Приписной и домовой церкви не было. Опись церковного имущества, приходно-расходные книги, метрические книги и исповедные росписи велись аккуратно и хранились при церкви. Библиотека церкви насчитывала 30 книг на 1900 год.

Просфорней была вдова Анна Николаевна Виноградова, а церковным старостой, крестьянин Борис Максимович Емельянов из Александровки.

Октябрьская революция 1917 года и приход советской власти изменили отношение к религии, что привело к закрытию и национализации многих церквей. Были разработаны инструкции по учёту и реализации церковного имущества.

Космодамианскую церковь в Александровке закрыли, вероятно, в 1930 году, но не разрушили. Здание использовали как склад, а в 1933 году колокольню разобрали, и помещение церкви передали под сельский клуб. В 1956 году здание церкви полностью снесли, и на его месте построили Дом культуры.

В 1995 году, по просьбе жителей Александровки, здание, возведённое на месте церкви, передали Оренбургской епархии. В этом же году иереем прихода стал Василий Стефанович Чубык. Началась реставрация здания и его переоборудование под храм. Во время реставрации фундамента обнаружили останки двух священнослужителей, которые затем перезахоронили на территории храма. В дальнейшем в храме активно проводились восстановительные работы.