Церковь, посвящённая святым мученицам Вере, Надежде, Любови и их матери Софии, была возведена в 1799 году благодаря генерал-майору Александру Васильевичу Урусову. В 1814 году Александра Александровна Мельгунова профинансировала перенос церкви на новое место, и 10 июня 1842 года её освятили. Первоначально здание было деревянным и имело колокольню.

Граф Василий Григорьевич Пустошкин, известный своими яблоневыми садами и поставками яблок к Императорскому столу, в 1865 году, следуя совету покойного отца, заменил старую деревянную церковь на новую каменную. Строительство длилось два года, и в 1867 году епископ Самарский и Ставропольский Герасим освятил храм. Граф Пустошкин вложил до 50 000 рублей серебром в строительство, покупку церковной утвари и устройство иконостаса.

При церкви были помещения для училища, библиотеки и сторожки. Храм был украшен иконостасом, искусно написанными иконами, ценными подсвечниками и всеми необходимыми принадлежностями.

22 октября 1884 года в приходе Пензино открылась одноклассная церковно-приходская школа, для которой было построено отдельное здание.

Храм имеет два престола: нижний, тёплый, освящён в честь святого князя Александра Невского 22 октября 1875 года, и верхний, посвящённый святой Великомученице Софии и её дочерям Вере, Надежде и Любови, освящён 8 июля 1877 года.

В России было три храма такой архитектуры: в Самаре, Прибалтике (оба разрушены) и в селе Абашево.

Сейчас настоятель храма, протоиерей Олег Ребишунг, проводит службы в частично отремонтированном нижнем храме и уже более 15 лет занимается восстановлением церкви. В 2009 году на колокольне, расположенной в западной части верхнего храма, установили пять освящённых колоколов, отлитых на Урале.