Храм в деревне Полочаны начал строится в 1866 году, а 28 октября 1869 был освящен, о чем сообщали Литовские Епархиальные Ведомости 30 января 1870 года: «Ошмянский уезд Воложинского благочиния. 28 октября 1869 года было совершено местным благочинным в сослужении священников освящение новосозданной каменной церкви в с. Полочаны в честь Рождества Пресвятой Богородицы».
Приход был присоединен к приходу Городиловской Свято-Иосифовской церкви и назывался Городилово-Полочанским.
В 1895 году здание храма было отремонтировано. Несколькими годами позже стены и потолки храма были расписаны на библейские темы. В конце 19 – начале 20 ст. на церковной территории были возведены жилые дома для священников и служителей церкви. Строительство осуществленно за казенный счет, и постройки считались собственностью церкви. Церкви принадлежала церковно-приходская школа.
С 1869 года Полочанская церковь была присоединена к Груздовской Ризо-Положенческой, и общий приход назывался Груздово-Полочанским. Полочанский приход обслуживали священники Груздовской церкви.
Примечателен еще факт из истории прихода. В Литовских Епархиальных Ведомостях приводиться докладная записка священника Груздовской церкви Николая Колодницкого, с подробным описанием церемонии присоединения к православию ксендза Оборковского костела Святого Роха Адама Буткевича и присоединившихся к православию 210 душ католиков 19 февраля 1866 года.
В 1960 году церковь была закрыта и использовалась колхозом в качестве хранилища. Здание храма не было разрушено.
В начале 90-х годов приход возобновил свою деятельность. После капитального ремонта храм был освящен. Настоятелем был назначен священник Ростислав Соколовский, который осуществлял свою пастырскую деятельность до 2012 года. В этом же году настоятелем прихода назначен священник Павел Черняк.
В 2021 году, стараниями настоятеля и прихожан, был произведен внутренний и наружный ремонт здания храма.
21 марта 2022 года, после 10 лет службы в приходе, иерей Павел Черняк был освобожден от должности настоятеля данного прихода и переведен в г. Молодечно клириком храма Покрова Пресвятой Богородицы.
Настоятелем назначен иерей Дмитрий Попов.