Село Борисоглебовка основано в 1840 году государственными крестьянами-переселенцами из Борисоглебского уезда Тамбовской губернии на почтовом тракте из Новоузенска в Саратов. В 1859 году в поселении насчитывалось 100 домохозяйств, 303 мужчины и 310 женщин. В 1863 году построена церковь. В 1866 году открыто церковно-приходское попечительство в 1870 году начала работу земско-общественная начальная школа, а к началу 1880-х годов — воскресная школа. В 1881 году в селе проживали 1233 человека, большая часть населения придерживалась православия, также проживали молокане. Село относилось к Козловской волости Новоузенского уезда Самарской губернии, затем включено в состав Алексашкинской волости того же уезда.
В 1887 году на противоположном левом берегу Малого Узеня была основана деревня Ново-Борисоглебовка (Новоборисоглебовка) — современная южная часть села. В 1894 году в Борисоглебовке вместо деревянной была построена новая каменная церковь, при которой к началу 1895 года открылась смешанная церковно-приходская школа грамоты.
В 1910 году в Борисоглебовке в 320 домохозяйствах проживали 992 мужчины и 1052 женщины (русские, православные, а также баптисты и молокане). В селе работали церковь и земская школа, ссудно-сберегательное товарищество, земская станция, восемь ветряных мельниц, по воскресеньям проводились базары. Удобной земли имелось 8930 десятин, неудобной — 3152.
В 1918 выделена самостоятельная Борисоглебская волость, в 1920 году включённая в состав Дергачёвского уезда Саратовской губернии.
В советские годы Борисоглебовка и Ново-Борисоглебовка были объединены в одно село, которое являлось административным центром одноимённого сельсовета и центральной усадьбой совхоза «Борисоглебский». В период Великой Отечественной войны погибли 135 жителей села. По состоянию на 1939 год село относилось к Ершовскому району Саратовской области.
До 2022 года село Борисоглебовка являлось центром Борисоглебовского муниципального образования. Законом Саратовской области от 22 апреля 2016 года № 43-ЗСО - Борисоглебовское муниципального образование было упразднено, включено в состав Семёновского муниципального образования, с административным центром в селе Семеновка.