Der steinerne Tempel, der der Erhebung des Heiligen Kreuzes gewidmet ist, mit einem Glockenturm und einer Umfriedung, wurde 1849 mit Mitteln der Gemeindemitglieder aus Chwalynsk und des Kaufmanns Michail Alexandrowitsch Grigorjewski aus Rybinsk errichtet. Das Projekt wurde vom Gouvernementsarchitekten Grigori Wassiljewitsch Petrow entwickelt. An der Ausmalung der Kirche nahm der bekannte Künstler Kuzma Sergejewitsch Petrow-Wodkin teil, der in dieser Kirche mit Mara Jovanovich verheiratet wurde. Im Jahr 1910 wurde die Kirche mit der Kreuzigung des Herrn, die von seiner Hand geschaffen wurde, geschmückt.

Im Frühjahr 1931 wurden die Glocken der Kirche abgenommen und zur Einschmelzung geschickt, und das Gebäude selbst wurde auf Beschluss des Stadtrats geschlossen und dem Klub der Lebensmittelarbeiter übergeben. Im Jahr 1936 wurde in der Kirche ein Getreidespeicher eingerichtet, der mit Unterbrechungen bis zum Ende des Großen Vaterländischen Krieges genutzt wurde. 1937 gelang es den Gläubigen, die Gottesdienste vorübergehend wieder aufzunehmen. 1946 wurde das Gebäude für Baumaterialien abgerissen. 1947 weihte der Bischof von Saratow und Wolsk, Boris Vik, die wiederhergestellte Kirche zu Ehren der Erhebung des Heiligen und Lebensspendenden Kreuzes des Herrn zum Gedenken an die alte Kreuzerhebungskirche, die in Ziegel zerlegt wurde. Dies geschah im Gebäude der Schutzengelkirche, die zwischen 1906 und 1914 von den altgläubigen Chwalynskern erbaut wurde.

Laut dem Beschluss der Saratower Oblast-Duma vom 17. November 1994 wurde das Gebäude der Kirche als Objekt des historischen und kulturellen Erbes anerkannt. Im Jahr 2003 erhielt die Kirche dank der Unterstützung des Abgeordneten der Staatsduma Wjatscheslaw Wiktorowitsch Wolodin eine Finanzierung aus dem Bundeshaushalt im Rahmen des Programms zur Erhaltung von Denkmälern des kulturellen Erbes. Zur Kirche gehört auch eine Kapelle auf dem Friedhof der Stadt Chwalynsk.