Приход в селе Большое Елово существовал с XVIII века. Деревянная церковь здесь появилась в 1780 году, но в 1881 году, целое столетие прослужив духовным ориентиром для сельчан, она сгорела в результате пожара. Новый однопрестольный каменный храм в честь Архангела Михаила был построен в 1884-1891 годах на средства местных прихожан и елабужских купцов Стахеевых по проекту вятского архитектора Василия Михайловича Дружинина.
Средних размеров храм с трехъярусной шатровой колокольней выстроен в псевдорусском стиле и расположен на окраине села, на возвышенном месте.
Исторически половину прихожан составляли кряшены, поэтому с начала XX века многие богослужения совершались на кряшенском языке. В храме находилась местночтимая икона преподобного Марона Пустынножителя, подаренная храму в XVIII веке соседним помещиком Черновым.
Священник храма Василий Владимирович Вечтомов (возможно, сын настоятеля Спасского собора Елабуги протоиерея Владимира Николаевича Вечтомова) был арестован 13 апреля 1931 года и приговорён гонителями Церкви Божией к 10 годам концлагерей. Примерно в это же время храм в Большом Елово был закрыт, а к 1980 году являлся заброшенным.
В 1992 году храм передан верующим, в нём совершаются богослужения. Здание церкви ремонтируется.