По преданию, в конце XVII века, во время очередного набега кубанцев, один безвестный монах укрылся в камышах под горой, на которой теперь расположена Валяевка. Там, на источнике, он нашел икону Божией Матери Живоносного Источника. Благополучно спасшись от кочевников, инок рассказал о своей находке крестьянам соседнего села Поляны, и те построили здесь деревянную часовню (она впервые фиксируется в 1704 или 1705 г.), а затем и переселились сюда. Некий помещик Савичев построил здесь и церковь, а само село первоначально назвал Богородским. Такова основная, самая распространенная легенда.
Согласно документам, первая церковь Божией Матери Живоносного Источника была построена в 1704-1705 г. Местным помещиком Павлом Валяевым. Вероятно, в те же годы над источником поставили и деревянную часовню.
Каменная часовня над источником, сохранившаяся до наших дней, была построена в 1807 г. В 1812 г. (по другим данным, в 1806 г.) рядом с ней на средства помещика Николая Савича Печерина построили небольшую каменную Казанскую церковь. В 1871 г. Рядом с Казанской церковью воздвигли величественный пятиглавый собор Божией Матери Живоносного Источника. Говорят, сам источник бьет под его алтарем, а влагу по серебряным (как гласит предание) трубам подвели ниже – к тому месту, где она струится и ныне. Между собором и церковью построили высокую стройную колокольню.
Перед революцией в среде студентов, особенно семинаристов, сложилась традиция посещения источника перед экзаменами и после них. Крестьяне соседних уездов приходили сюда сотнями. Особыми днями чествования иконы считались пятница Светлой Седмицы и день Отдания Пасхи. В 1915 г. при большом стечении народа (около восьми тысяч) из Пензы в Валяевку прошел крестный ход во главе с архиепископом Владимиром. Очевидно, подобные крестные ходы бывали в то время не один раз; последний из них относится к 1924 г.
В 1932-34 г. Храмовый комплекс в Валяевке был закрыт. В храмах разместились колхозная заправка и овощехранилище. Но они уцелели, из всего комплекса снесли только колокольню. Паломничество на 9-ю пятницу продолжалось. Часовня в 1958 г. была даже отремонтирована на колхозные средства. Но уже в мае 1959 г. было намечено отобрать у верующих ключи от часовни. В том же году источник заключили в трубу и подвели к животноводческому комплексу.
В середине 70-х гг. двое валяевцев вспомнили легенду о том, что вода подведена из-под собора по серебряным трубам, и решили их откопать. Под предлогом чистки родника, с помощью глубинного насоса они решили откачать воду и посмотреть, какие же там трубы на самом деле. Но когда вода спала, то раздался взрыв, насос разнесло. Позже появилась легенда, что некто хотел откопать драгоценные трубы, но его тут же разорвало на части.
Только решением облисполкома от 6 июня 1985 г. Животворный родник был объявлен водным памятником природы, и посягательства на него прекратились.
В 1996 г. в Валяевке был открыт молитвенный дом и с 1999-го начата реставрация часовни (завершена в 2000). Чудотворная икона за советские годы была утеряна. Ее чудом сохранившийся список с 50-х годов пребывал в Митрофановском храме Пензы, а крестным ходом 22-25 августа 2000 г. его перенесли в Валяевку.
