Церковь была построена в городе Граево для солдат и офицеров расквартированной здесь бригады пограничной стражи (8-я Граевская пограничная бригада) и членов их семей.
22 июля 1876 года был заложен камень под строительство. 22 октября 1878 года храм был освящён. Общая стоимость строительства составила 41 тысяча рублей, половина из которых поступила в качестве пожертвований.
Церковь расположили на пустой площади, напротив здания железнодорожного вокзала и таможенного союза. Одновременно со строительством была благоустроена окружающая территория, выкопан пруд, вокруг которого высадили деревья.
Храм возведён по проекту архитектора Трусова. Тип — «восьмерик на четверике» с пристроенной колокольней. В храме был дубовый иконостас.
В 1915 году, после начала Первой Мировой войны, вместе с эвакуацией русскоязычного населения церковь покинул настоятель. 19 марта 1919 года, здание храма передали под католическую часовню при гимназии имени Николая Коперника. В 1933 году обветшавшее к тому времени здание храма было разобрано.
В настоящее время в Граево сохранилось православное кладбище. Окрестности бывшего храма занимает парк, а на месте, где стояла церковь, находится бетонный круг.
К.Г. Сокол, А.Г. Сосна. Купола над Вислой: Православные храмы в Центральной Польше в XIX — начале ХХ века.
