À l'emplacement de l'église moderne, deux églises en bois ont été construites au XVIIe siècle pour les armuriers. En 1730 et 1734, une nouvelle grande église à deux étages a été érigée à leur place. Son fondateur est considéré comme étant le fils de Nikita Demidov, Akimfiy Demidov. À l'origine, l'église a été construite selon un plan traditionnel : l'autel, le volume principal, la salle à manger et le clocher étaient disposés selon l'axe est-ouest. Cependant, le 3 octobre 1730, le clocher récemment construit, probablement situé au-dessus de la sépulture des Demidov, s'est effondré, faisant quinze morts et neuf blessés. Plus tard, le clocher a été reconstruit séparément de l'autre côté de la ruelle Nikolsky, aujourd'hui Oruzhenny. Le bâtiment de l'église a une forme rectangulaire, très allongée, avec une partie centrale surélevée. La composition architecturale, qui rappelle davantage un palais qu'un lieu de culte, et la décoration font de cette église un exemple de baroque petersbourgeois de la fin du XVIIe et du début du XVIIIe siècle. Le dôme courbé à base carrée se termine par une lanterne ornée d'une coupole peinte. Au rez-de-chaussée, chauffé, se trouvaient les autels au nom de saint Nicolas le Miracleux et de l'apôtre André le Premier appelé, tandis qu'à l'étage supérieur, non chauffé, en l'honneur de la Nativité du Christ. Au début du XXe siècle, un autre autel a été ajouté à l'église, dédié à saint Tikhon de Kalouga. En 1734, une chapelle-sépulcre a été aménagée au premier étage de l'église pour l'inhumation des membres de la famille Demidov.

Le clocher, qui avait autrefois une horloge, diffère par son style de l'église. Il a conservé le schéma typique des clochers de Iaroslavl et Souzdal du XVIIe siècle, avec un haut octogone sur un carré de base. Le sommet du clocher est constitué d'octogones décroissants au lieu du traditionnel toit en flèche. Au XIXe siècle, la cloche avait 13 cloches, la plus grande pesant plus de quatre tonnes. Une galerie métallique avec une grille ajourée reliait le clocher et le deuxième étage de l'église, existant jusqu'en 1779. Dans les années 1770 et 1780, le bâtiment a subi des réparations et des reconstructions. Le 2 mai 1779, un grand incendie s'est déclaré à Zarechye, endommageant l'église de Nicolas-Zaretsky, en particulier son toit, son église supérieure et sa galerie. Le feu a causé des dommages à presque tous les paroissiens, ce qui a retardé la restauration pendant plusieurs années. D'ici 1803, toute l'église avec le parvis avait été peinte. En plus des Demidov, parmi les bienfaiteurs de l'église se trouvaient des représentants d'autres familles toulouses célèbres, comme les frères Andrei et Ivan Rodionovich Batachev, qui ont aidé à la restauration de l'église après l'incendie. Les armuriers Lyaliny, Korotkovy, ainsi que les marchands Zverev, Belousov et d'autres ont également contribué à l'église. En 1862, un nouvel iconostase a été installé dans l'église supérieure à la place de l'ancien, devenu vétuste. 2300 roubles ont été donnés à cet effet par le prêtre de l'église, le protodiacre Ioann Myasnovsky. En 1914, une clôture en fer forgé sur un socle en pierre blanche a été érigée le long de la rue Demidovskaya et de la ruelle Nikolsky, qui limitaient le terrain de l'église à l'ouest et au sud. L'église avait un refuge où quatre femmes âgées vivaient au début du XXe siècle. L'hospice de l'église de Nicolas-Zaretsky était mentionné dès 1782. L'école paroissiale a fonctionné à l'église depuis 1894. Selon les principaux autels, l'église était appelée tantôt Nicolas, tantôt Christ-Rédempteur, « qui se trouve près de la rivière Upoya » ou « qui se trouve dans le quartier de Kazennaya ». À la fin du XIXe et au début du XXe siècle, son nom officiel était Christ-Rédempteur, du côté d'Oruzhennaya. Cependant, dans le peuple, l'église était appelée Nicolas-Zaretsky ou Nicolas le Riche. Dans la littérature locale soviétique des années 1920 et début des années 1930, l'église était désignée comme Nicolas Kazenny. Dans un document de 1930 concernant l'utilisation de l'église après sa fermeture, elle était appelée Nicolas Vert en raison de la couleur de ses façades. La ruelle Nikolsky a reçu son nom de l'église, rebaptisée Oruzhenny en 1924. En 1924, l'église a été inscrite sur la liste des églises et monastères de la province de Tula, enregistrée par le département des musées et de la protection des monuments d'art et d'antiquités du Commissariat du peuple à l'éducation. La première décision de fermer l'église a été prise par les autorités toulouses en 1930. Le bâtiment devait être transféré à l'Osaviakhim pour organiser une Maison de défense chimique. Mais les croyants se sont adressés au VTsIK, et le présidium de cette instance suprême a annulé la décision de fermeture de l'église. L'église de Nicolas-Zaretsky a été fermée après une seconde décision le 13 août 1934. Après cela, pendant deux jours, un pillage ouvert de l'église a eu lieu, arrêté seulement grâce à l'intervention tardive de la police. L'église a abrité à différents moments « Zagotzerno », qui utilisait le bâtiment comme entrepôt de céréales, un centre de formation d'Avtodor, des services de logement du district de Zarechensky, un entrepôt de la base d'approvisionnement du trust des cantines de Tula. Une partie de l'église a été convertie en logements. Deux familles vivaient également au rez-de-chaussée du clocher. Le complexe de l'église de Nicolas-Zaretsky a été placé sous protection d'État en 1960 selon la décision du Conseil des ministres de la RSFSR en tant que monument d'histoire et de culture d'importance fédérale. En 1978, à l'approche des Jeux Olympiques, la restauration de l'église a commencé en l'absence de documentation technique de projet. Au cours des travaux, les surfaces extérieures des murs ont perdu les restes de décor en stuc. Au début des années 1980, des spécialistes de l'institut moscovite « Spetsproektrestavratsiya » ont commencé à élaborer un projet de restauration du monument, examinant l'état des fresques. Mais le projet est resté inachevé. En 1995, un projet de restauration de l'église de Nicolas-Zaretsky a été élaboré, dirigé par l'architecte toulousain V. Klimenko, l'architecte de Vladimir V. Fomin, des ingénieurs et des scientifiques de l'Université d'État de Tula, ainsi que des spécialistes de Souzdal. Les dessins et le projet initiaux de l'église ne se sont pas conservés, c'est pourquoi les développeurs du projet de restauration ont utilisé de vieilles photographies et des matériaux disponibles aux Archives d'État de la province de Tula. En 1996, l'église a été rapidement restaurée pour célébrer le 850e anniversaire de la première mention de Tula dans les chroniques et le 340e anniversaire de la naissance de Nikita Demidov. Les résultats de cette précipitation et du financement insuffisant se sont manifestés un an ou deux plus tard, lorsque l'enduit a commencé à tomber des murs, le socle s'est effondré par endroits, et des feuilles de fer de toiture se sont détachées du toit. En 1999, à l'approche de la fête de la Nativité du Christ, l'église a été transférée à l'Éparchie de Tula. Son toit a été réparé grâce aux fonds des paroissiens et des bienfaiteurs, mais il n'a pas été possible de corriger complètement les défauts de la restauration hâtive. Le 29 mars 2004, sept cloches, fabriquées à Voronej selon la technologie des maîtres russes anciens, ont été hissées sur le clocher de l'église de Nicolas-Zaretsky. Le bas de l'église avec trois autels a également été restauré. En 2006, l'autel au nom de l'apôtre André le Premier appelé a été consacré, en 2007, l'autel au nom des saints martyrs royaux Nicolas, Alexandra, Olga, Tatiana, Maria, Anastasia et Alexeï, et en 2008, l'autel principal au nom de saint Nicolas le Miracleux. Des travaux d'aménagement des deux colonnes sont en cours, aux pieds desquelles seront installés des kiosques octogonaux au sol. L'église abrite une école du dimanche et une bibliothèque. Des discussions spirituelles avec des adultes ont lieu le dimanche. En 1996, le musée historique et mémorial « Nécropole des Demidov » a été ouvert, filiale de l'association « TOIALM ». Il est situé dans une maison résidentielle d'un étage, construite à la fin des années 1920 sur le terrain du jardin de l'église. Le musée comprend une salle d'introduction avec l'exposition « Demidov et la région de Tula » et la sépulture familiale des Demidov à l'intérieur de l'église de Nicolas-Zaretsky. C'est la seule sépulture intra-écclésiale des représentants des premières générations des Demidov qui soit restée en Russie.