В 1907 году на строительство каменного храмового сооружения были выделены деньги одной недригайловской купчихой М. И. Калугиной. В 1913 году церковь освятили. Купчиха была похоронена на территории данного храма, однако ее могила была разрушена в 1917 году. Во второй половине XX века территория храма была занята промышленным предприятием, а сама церковь стала производственным складом. В северо-западной, южной и юго-западной части храма имеются пристройки. Возле нее открыли производственные отделы, административные здания, а территория была ограждена. Во времена советской власти внутреннее составляющее храма было поделено на отдельные части с помощью специальных перегородок. Церковь Святого Митрофана в Недригайлове относят к неоклассицизму позднего кирпичного направления в архитектуре. Она также входит в структуру историко-культурных достопримечательностей Украины.