Местность нынешней Диевки — древнейшее запорожское займище, старожитная казацкая маетность. С незапамятных времен здесь постоянно были зимовники и хутора войсковых старшин из крепости паланочного города Нового Кайдака.
В 1755 году все это урочище занял себе под зимовник один из высших войсковых старшин Максим Диев, с разрешения новокайдакского полковника вызвал к себе на постоянное жительство из-под Конотопа свое семейство, родных и знакомых. В 1785—1795 годах зимовник Максима Диева, получивший название урочище Диевка, был уже славен многолюдством своих насельников и довольством их. Дети Максима Диева, Савва Максимович и Михаил Максимович, в городе Новом Кайдаке пользовались всеобщим почетом и уважением. В 1798 году многолюдная Диевка, куда перешли на жительство многие семейства из Нового Кайдака, была объявлена государственной, казенной слободой; в ней были учреждены сборная сельская изба, свое волостное правление.
В 1799 году жители Диевки и Растиковки согласно желанию всего общества начали хлопотать о построении в своей слободе церкви. Дело об устройстве ее было поручено Савве Максимовичу Диеву. По усердному ходатайству Саввы Диева и жителя слободы коллежского регистратора Павла Федоровича Кононова Новороссийский гражданский губернатор М. Миклашевский и Новороссийское духовное правление в 1802 году приняли живейшее участие в решении вопроса о построении церкви в Диевке. 24 октября 1802 года вышло постановление епархиального начальства о возведении каменной церкви во имя Воздвижения Честного и Животворящего Креста Господня при условии выделения земли под кладбище, усадьбу и селитьбу и содержания священно- и церковнослужителей.
10 мая 1803 года протоиерей Иоанн Станиславский соборно, по надлежащему церковному чину, освятил место в слободе Диевке под церковь, положил закладку на сооружение оной и на месте работ водрузил крест. В августе 1803 года поверенный Кононов от лица всего диевского общества обратился с новым прошением к преосвященному Афанасию, в котором просил до окончания строительства церкви разрешить устроить временный деревянный молитвенный дом. 11 сентября 1803 года преосвященный Афанасий своей резолюцией благословил эту просьбу и дозволил выдать передвижной антиминс.
В «Справочной книге Екатеринославской епархии за 1908 год» есть сведения о времени возведения каменного храма и о церковной жизни: «Церковь построена в 1817 году на средства прихожан, каменная, колокольня деревянная; престол один — в память Воздвижения Креста Господня; при церкви сторожка. Приходское попечительство существует. Церковно-приходская школа (58 мальчиков и 4 девочки) и земская школа. Количество дворов в приходе — 420. Количество прихожан — 1682 мужского пола и 1652 — женского. Наличный состав причта:
— священник Владимир Митрофанов Афанасенко (34 года);
— псаломщик Кирилл Иванов Попов (62 года);
— просфорница вдова диакона Параскева Василиева Плахотина (52 года)».
Известно, что росписи интерьера храма сделаны в 70-х годах XIX века. В начале XX века (1900—1903 гг.) достроена колокольня. Это кирпичное двухъярусное сооружение в псевдорусском стиле завершают шатер и декоративная маковка. В 10—20-х годах XX века территория храма была огорожена кирпичной оградой с коваными воротами (к сожалению, частично разрушена). Главный вход был через южные ворота, построенные в стиле украинского необарокко.
Храм закрывался с 1927 по 1943 год, в нем, по свидетельству жителей, были устроены ученическая мастерская и клуб. Священнослужители репрессированы, судьба их неизвестна.
Храм является памятником церковного зодчества, архитектурной доминантой в маловыразительной застройке окружающего жилмассива.
Храмовый день — 27 сентября