Храм в бывшем селе Ключево был разрушен в 1930-х годах, но в 2003 году его восстановили в формах, напоминающих храм, построенный в 1855 году.

В селе Ключево издавна существовали две деревянные церкви: одна в честь пророка Илии, другая, святых Космы и Дамиана. Ильинская церковь была перестроена в 1733 году, а в 1734 году освящена по приказу архиепископа Нижегородского и Алатырского Питирима священником Афанасием. Эта церковь прослужила около ста лет.

К 1848 году обе церкви сильно обветшали, особенно Космодамиановская. 4 июля 1848 года на общем собрании жители села Ключево и деревни Мокрый Майдан решили построить новую каменную церковь на средства, собранные из добровольных пожертвований. Это решение было рассмотрено в Ключевском сельском управлении старшиной Иваном Мамоновым. Он должен был отправить прошение церковного старосты Михаила Парамонова Его Преосвященству Якову, Епископу Нижегородскому и Арзамасскому. До октября документы проходили через различные инстанции, и 14 октября 1848 года было принято решение о строительстве в селе Ключево каменной церкви в византийском стиле.