У роботі Г. Павлуцького про дерев’яні храми в Полонному (1905) зазначено, що "церква в ім’я Покрова Пресвятої Богородиці" зведена 1720 року. Інші джерела повідомляють, що в 1910 році поряд зі старою спорудою було зведено ще одну. Нова церква теж була дерев’яною, але мала кам’яний фундамент. Імовірно, саме вона збереглася донині, хоча й була дещо зміненою. З приходом радянської влади для церкви настали тяжкі часи. Як свідчать джерела, в 1937 році її священик Н. Матусевич був заарештований і репресований, після чого храм закрили, дзвіницю зруйнували, а саму будівлю використовували як зерносховище. Богослужіння відновили після Другої світової війни, а зовнішній вигляд храму час від часу оновлювали. Останніми роками було реконструйовано фасад Покровської церкви, облаштовано її територію, побудовано дзвіницю і розпочато будівництво споруди для недільної школи.