Im Jahr 1848 wählten die Einwohner den höchsten Punkt in Oberkyschtym für den Bau der Kirche, von wo aus man einen malerischen Blick auf die Residenz der Fabrikanten, den Oberkyschtymer Teich und die Gipfel von Sugomak und Egosa hatte. Die neue Kirche wurde groß angelegt: 1857, zum hundertjährigen Jubiläum von Kyschtym, wurde der 71 Meter hohe Glockenturm errichtet, und das zweigeschossige Gebäude mit einer Fläche von 2000 Quadratmetern wurde von einer Hauptkuppel mit einer Höhe von 50 Metern gekrönt. Das Untergeschoss war als beheizter Winterraum gedacht, erzählt der Pfarrer der Kathedrale der Geburt Christi, Protopresbyter Ioann Sukhov. Früher standen hier Öfen, und die Gottesdienste fanden von Herbst, beginnend mit dem Fest der Schutzherrin der Heiligen Gottesmutter, bis zum späten Frühling, bis zum Fest des heiligen Nikolaus von Myra, statt. Das Obergeschoss war für die Sommergottesdienste vorgesehen. Der obere Raum galt als das „Besondere“ der Kirche, hatte einen geräumigen Saal und eine hervorragende Akustik. Es wird gesagt, dass die Kapelle nach den Proportionen der Isaakskathedrale in St. Petersburg gebaut wurde. Der Name des Architekten konnte nicht ermittelt werden, aber es gibt die Vermutung, dass Konstantin Ton, der Begründer des russisch-byzantinischen Stils, der den Christus-Erlöser-Tempel baute, indirekt an dem Projekt beteiligt war. Zu dieser Zeit genoss der Architekt die Gunst von Kaiser Nikolaus I., und seine Zeichnungen wurden den Diözesen als Muster empfohlen. Vor Ort wurden die Projekte kreativ überarbeitet. Das Ergebnis dieser Überlegungen übertraf alle Erwartungen. Die Kathedrale der Geburt Christi war und bleibt die majestätischste im Kyschtymer Bezirk, nur konkurriert sie mit der Kirche der Himmelfahrt des Herrn in Kasli.

Der Bischof von Jekaterinburg und Irbit, Mitrophan, hob die Pracht des äußeren Erscheinungsbildes der Kirche hervor. „Hohe, mehrsäulige Wände, mit weißem Kalk gestrichen, zusammen mit zahlreichen glänzenden Fenstern und riesigen eisernen Toren streben in die Höhe. Die von der trüben Oktobersonne silbernen Kuppeln mit großen Kreuzen über dem Glockenturm schienen über dem Dorf zu schweben. Eine stabile hohe Eisenzaun auf einem steinernen Fundament, solide Tore an der westlichen und nördlichen Seite, kleine Ikonen über den Toren, all dies vermittelte den Passanten ein freudiges Gefühl und das Empfinden göttlicher Gnade.“

Im Gegensatz zum Bau ging die Innenmalerei der Kathedrale langsamer voran: Die prächtige Kirche benötigte eine sorgfältige Ausgestaltung. Die Wandmalerei im Untergeschoss wurde erst 1902 abgeschlossen. Die Inschriften, die nach Abschluss der Arbeiten gemacht wurden, bezeugen, dass „die Wandmalerei der heiligen Bilder und Ornamente von der Moskauer Hofkunstwerkstatt von Jakov Efimovich Epanechnikov ausgeführt wurde“, einem der bekannten Moskauer Meister, „Lieferant des Hofes Seiner Kaiserlichen Majestät“. Auch im Obergeschoss wurde ein Ikonostase installiert, alles war ausreichend fromm, aber ohne die Feierlichkeit wie im Untergeschoss. Die obere Kapelle konnte vor der Revolution nicht mehr ausgemalt werden. Nach der Revolution erlebte die Kirche viele Prüfungen. 1935 wurde sie geschlossen. Die Malereien und Ornamente des unteren Raumes blieben wie durch ein Wunder erhalten. Einige Ikonen nahmen die Gläubigen mit, um sie vor der Entweihung zu verstecken, und in der Welle des bolschewistischen Gotteslästerung wurden die Malereien der Heiligen verspottet: man stach die Augen aus, schlug den Putz ab, übergoss sie mit Farbe.

Es gibt eine städtische Legende, dass als beschlossen wurde, die Glocken abzureißen, der Parteikomitee „neun junge Männer von der Maschinenfabrik“ aufrief, diese Arbeit zu erledigen. Sie schafften es, und die Glocken fielen zu Boden. Aber danach verließen alle neun Menschen schnell das Leben: Einige tranken sich zu Tode, andere begingen Selbstmord, und einer ging in den Wald Pilze sammeln und kam nicht zurück. Die Angehörigen suchten drei Jahre lang nach ihm, aber ohne Erfolg. Die Kathedrale der Geburt Christi wurde vor dem Vergessen durch den Großen Vaterländischen Krieg und die berühmte Ansprache von I. Stalin, „Brüder und Schwestern“, die kirchlich in ihrem Wesen war, gerettet. Es wurde offensichtlich, dass neben der Liebe zur Heimat die Waffe des Sieges die geistige Einheit um die orthodoxe Kirche wurde. In den harten Tagen des Krieges wurde die Kathedrale erneut geweiht und die Gottesdienste begannen, die nicht mehr unterbrochen wurden.

In den 1990er Jahren wurden die Glocken im Glockenturm der Kirche erneuert, die größte von neun wurde in Woronesch gegossen. Zu Beginn des Sommers 2016 fanden zum ersten Mal seit vielen Jahren Gottesdienste in der oberen Kapelle statt.