Jusqu'en 1794, l'église se trouvait rue de l'Épiphanie, près des forges, car les saints Cosme et Damien sont considérés comme les patrons des forgerons. Plus tard, les forges et l'église ont été déplacées près des portes de Moscou. En 1754, l'église a été endommagée par un incendie, et le clocher n'a été construit qu'en 1836. En 1881, le maître-autel a été rénové et doré, et en 1886, des iconostases ont été installées dans les chapelles, ornées de sculptures et de dorures. En 1888, l'église a été peinte, et l'ancienne peinture a été restaurée.

Dans les inventaires de 1626 et 1685, elle est mentionnée comme l'église de Nicolas le Miracleux, située derrière les boutiques, en bois, avec un toit en forme de tente, dans l'ancien fort, avec une chapelle dédiée à Cosme et Damien. Au XVIIIe siècle, l'église était située près de l'actuelle église de l'Épiphanie. En 1754, l'église en bois a été endommagée par un incendie, et en 1755, un nouvel édifice en pierre a été construit à cet endroit en l'honneur de saint Nicolas. En 1794, selon un nouveau plan de Kalouga, l'église de Nicolas a été démolie et déplacée à un nouvel emplacement, la construction s'est achevée au XVIIIe siècle.

Le maître-autel de la nouvelle église a été consacré au Sauveur Non-Fait de Main d'Homme, mais dans le peuple, l'église a continué à être appelée Kozmodemyanskaya, bien que ce saint n'ait été dédié qu'à une seule chapelle, l'autre étant dédiée à saint Nicolas.

Avant la révolution, l'église abritait un Évangile imprimé sur papier bleu en 1755 et un livre de prières de 1658. L'église était célèbre pour l'icône de la Mère de Dieu « Passionnée », ornée d'une chasuble en argent, de perles et de pierres précieuses. L'icône de la Mère de Dieu de Pochaïv, apportée du monastère de Pochaïv, se trouvait également dans l'église. Elle était descendue une fois par semaine pour que les paroissiens puissent s'y prosterner.

Malgré sa beauté unique, l'église a souffert du vandalisme soviétique. Les prêtres hiéromoine Antoine (Kobelev) et prêtre Nicolas Vylezhinsky ont été arrêtés en 1926 pour agitation antisoviétique. Le père Antoine a été exilé dans la région de Belgorod et fusillé en 1931, le sort du second est inconnu.

En 1937, l'église a été fermée et utilisée pour détenir des prisonniers. La fermeture a été accompagnée de sacrilèges et de tentatives de détruire les fresques, mais les images des saints ont miraculeusement été préservées. Lors du démontage des cloches, un des membres du Komsomol est mort en tombant du clocher.

Après sa fermeture, le bâtiment a été utilisé comme isolateur, puis comme garage et entrepôt. En 1960, l'église a été reconnue monument architectural, mais a continué à être utilisée comme entrepôt jusqu'à sa restitution à l'Église. Le traitement barbare a contribué à sa destruction, et les valeurs ont disparu.

Le 17 juillet 1992, l'église a été restituée à l'Éparchie de Kalouga et est devenue le Palais Archiépiscopal. Le 27 août 1998, l'archevêque Clément a consacré l'autel central, et des services réguliers ont commencé.

De 1992 à 1996, le recteur était le proto-prêtre Nicolas Soukhodolov, de 1997 à 2016, le proto-prêtre Georges Gafarov. Depuis le 23 mai 2016, le proto-prêtre Sergei Tretyakov a été nommé recteur.

Des services et des travaux de restauration se poursuivent dans l'église. Devant la façade sud, un monument a été érigé en mémoire des tombés en Afghanistan, en Tchétchénie et dans d'autres zones de conflit, ce qui fait de l'église un lieu de mémoire militaire.

Deux écoles du dimanche pour enfants et adultes fonctionnent à l'église. Des discussions spirituelles et éducatives sont organisées le samedi, ainsi que des voyages de pèlerinage.