Die erste Holzkirche mit einem Altar zu Ehren der Lebendigen Dreifaltigkeit wurde im 17. Jahrhundert am rechten Ufer des Flusses Wjatka errichtet. Im Jahr 1747 lebten hier 25 Klosterknechte, die dem Spasski-Transfiguration-Zepotschkinski-Kloster gehörten. 1810 befand sich an diesem Ort die Datscha des Urzhum-Kaufmanns Terenti Pustovalov, die er dann an den geheimen Rat Moberach verkaufte.

Im Jahr 1740 erteilte die Kasaner Geistliche Konsistenz einen Befehl zum Bau einer Holzkirche mit einem Seitenaltar zu Ehren der Lebendigen Dreifaltigkeit. Der Hauptaltar der Kirche wurde am 24. Oktober 1744 von dem Protopresbyter Nikita Ivanov geweiht. 1817 wurde die Erlaubnis erteilt, einen warmen Seitenaltar im Namen der Heiligen Dreifaltigkeit in der Speisekirche einzurichten, der am 2. Juli 1818 von dem Urzhum-Dechanten Jakov Korovaev geweiht wurde. 1810 wurde berichtet, dass die Kirche arm an liturgischen Geräten war, aber nur eine große Glocke benötigte.

Am 12. Juni 1818 erteilte Bischof Ambrosius eine Gründungsurkunde für den Bau einer Steinkirche im Dorf, die bis 1828 vollständig mit dem Glockenturm fertiggestellt wurde. Im selben Jahr wurde berichtet, dass die Kirche noch nicht geweiht war, da die Innenausstattung unvollständig war. Bis 1839 war die kalte Kirche innen verputzt, der Boden war mit Opoka bedeckt und das Dach mit Blech. Die warme Kirche blieb in schlechtem Zustand aufgrund von Geldmangel und war arm an liturgischen Geräten. Erst 1852 wurde der Boden mit bunten Ziegelplatten ausgelegt, aber das Dach blieb aus Holz.

Im Jahr 1915 wurde über die Kirche gesagt, dass sie aus Stein war, mit einem Glockenturm über dem Vorplatz, mit Eisen gedeckt, außen mit Kalk gebleicht, innen verputzt und bemalt, die Böden mit Opoka bedeckt und von einem Holzzaun mit steinernen Säulen umgeben. Der Zaun war baufällig und benötigte Reparaturen, aber die liturgischen Geräte waren ausreichend.

Die Altäre in der kalten Kirche waren im Namen der Heiligen Dreifaltigkeit, und in der warmen im Namen der Kosmas und Damian und zu Ehren der heiligen Zosima und Savvaty, der Wundermänner von Solowezki. Die Kirche wurde 1831 geweiht.

Zu den ersten bekannten Priestern gehörten Pater Pawel Isidorow, Pater Michail Ivanow, Pater Simeon Michailow und Pater Fedot Igumnow, Absolvent der Kasaner Neugeheiligten Schule. Zu Beginn des 20. Jahrhunderts dienten hier Pater Georgij Sboev, später Priester der Auferstehungskathedrale in Urzhum, und Pater Matfej Sataev. In der Sowjetzeit dienten Pater Pawel Kasaner und Pater Mitrophan Karavaev. Vom 8. Juli 1929 bis zum 23. März 1930 diente in der Kirche Protopresbyter Wasilij Owchinnikow.

Am 18. März 1922 fand in der Kirche die Beschlagnahme von Kirchenwerten statt. 1930 beschloss das Präsidium des Nolinischen Okrispolkoms, die Kirche im Dorf Kosmodemyansk zu schließen, was am 19. März 1934 in einer Sitzung des Präsidiums des Urzhum-Ratspolkoms bestätigt und zur Genehmigung an den Oblispolkom gesendet wurde. Ohne auf Letzteres zu warten, wurde in derselben Sitzung beschlossen, alle wertvollen Gegenstände aus der Kosmodemyansk-Kirche in einen anderen Raum zu transportieren. Nach der Schließung der Kirche wurde ihre gesamte Ausstattung verwüstet, die Kreuze wurden abgehauen und die Kuppel zerstört. In verschiedenen Jahren beherbergte das Gebäude den Dorfrat, einen Klub, einen Laden und eine Filiale der Bibliothek.