Знаменский храм расположен в привокзальной части города, недалеко от железной дороги. Здание церкви кирпичное, стены оштукатурены и окрашены в два цвета с выделением декоративных элементов побелкой. Участок обнесён оградой.
Церковь Знамения Пресвятой Богородицы начала действовать с 1869 года в Станичной слободе, являющейся тогда пригородом Борисоглебска. (Сам же Борисоглебск принадлежал тогда Тамбовскому уезду). Построена она была казаками на пожертвования прихожан. В храме были освящены три придела: центральный — Знамения Пресвятой Богородицы, южный — в честь праздника Усекновения главы Иоанна Предтечи, северный — в честь Казанской иконы Божией Матери. Иконостас был подарен Знаменскому храму более ста лет назад самим Императором Николаем II. Это — дипломная работа выпускников Императорской академии. Все иконы писались в Санкт-Петербурге в стиле афонского письма, там же вырезались и покрывались позолотой киоты. Краски использованы масляные, доски для образов и для резных киотов – липовые. При церкви имелась церковно-приходская школа и церковно-приходское попечительство.
Весной 1941 года Знаменский храм (в то время это был последний из действующих в Борисоглебске и районе) хотели закрыть. Абсолютно достоверно известно, что соответствующие документы были полностью подготовлены и отправлены в Воронеж «на утверждение». Но принять по ним «положительное решение» воронежские безбожники не успели — началась Великая Отечественная война. Таким образом, службы в храме прекращены не были.
В настоящее время Знаменский храм — вторая кафедра Митрополита Воронежского и Борисоглебского Сергия.
После Пасхи на Светлой Седмице и на второй день Рождества Христова правящий Архиерей совершает Богослужение в Знаменском соборе Борисоглебска.
В храме имеется святыня — Икона Пречистой Девы Марии Богородицы, именуемая «Отрада и Утешение». Написана она на святой горе Афон в Ватопедском монастыре в 1902 году. В этом же году образ Богоматери привезен паломниками в Таволжанский Казанский монастырь в Новохоперском уезде Воронежской губернии, где находился до 1937 года. После разрушения обители святыня сохранялась у игумене Аполлинарии в с. Средний Карачан. В 1945 году икона передана в Знаменский храм города Борисоглебска, где и находится по настоящее время.
