Расположен в центре города Орла на правом низком берегу реки Орлик в бывшей Посадской слободе Орла. Представляет из себя одну из лучших построек зрелого классицизма в Орловской области.
В 1678 году посадскими людьми Овчинниковым и Грибачевым был построен каменный храм Успения Пресвятой Богородицы с колокольней.
Позднее, в 1730 году, рядом с ним для зимнего богослужения купцом Калашниковым была выстроена каменная церковь Св. Архистратига Михаила.
К концу XVIII в. оба храма стали тесны для выросшего прихода, и, к тому же, обветшали, поэтому их разобрали и начали строительство более вместительной церкви.
Новый храм во имя Успения Пресвятой Богородицы с двумя приделами — Св. Архистратига Михаила и Св. Иоанна Воина был заложен 19 сентября 1801 года. В 1803-м была построена трапезная с двумя престолами. Окончательно работы были завершены в 1817 г.
С окончанием строительства храма Орел получил красивейшую и на довольно длительное время самую вместительную (до постройки Покровской и Смоленской) церковь в городе. С этого времени Михаило-Архангельская церковь, хотя и не являлась соборной, использовалась для проведения различных торжественных мероприятий. Соперничать с ней мог только Петропавловский собор, заложенный в 1797 году, однако его строительство ремонты и переделки продолжались довольно долго.
В сентябре 1823 года Орел посетил Император Александр I, в честь которого здесь было совершено богослужение. В январе 1826-го в ней же покоилось тело умершего Государя, когда его везли из Таганрога в Петербург.
Наиболее ценной и почитаемой иконой в храме издавна была Страстная икона Божией Матери, заключенная в серебряную позолоченную ризу. В 1905 году деревяный иконостас храма заменен на мраморный.
При церкви действовала церковно-приходская школа, открытая в 1890 году купцом И. И. Власовым, имелась также богадельня, существовавшая на вклады купца А. Ф. Кулабахова. С церковью Св. Михаила Архангела связаны жизнь и творчество Л. Н. Андреева. Здесь его крестил священник Андрей Казанский, который послужил прототипом отца Игнатия в рассказе Андреева «Молчание». Храм фигурирует в рассказах «На реке», «Гостинец», «Баргомот и Гараська», «Весенние обещания», очерке «Когда мы мертвые просыпаемся», автобиографической пьесе «Молодость». Эта церковь стала для Л. Андреева символом Орла и родины. В разное время храм посещали Н. С. Лесков, И. А. Бунин и другие писатели, неоднократно упоминавшие его в своих произведениях.
В 1920-х годах летнюю половину церкви отдали под музей религиозных искусств (просуществовал здесь до начала 1940-х гг.), а трапезную временно оставили для богослужения.
В 1989 году храм передан во владение общины верующих. 6 января 1990 года вновь освящен епископом Орловским и Брянским Паисием.
В 2004-2005 годах проведена масштабная реставрация храма.
В конце 2005 года установлен новый иконостас.
