В 1627 году село Малышево было пожаловано царём Михаилом Фёдоровичем дьяку Ивану Грязнову за его службу в Астрахани. В селе находились церковь Успения Пречистой Богородицы и церковь Святого Николая Чудотворца. В 1844 году помещик Владимир Михайлович Есипов из Казанской губернии подал прошение.

19 октября 1847 года священник Фёдор Веселовский из Георгиевского храма сообщил во Владимирскую духовную консисторию об освящении храма в Малышеве и подписании креста.

В 1870 году, по просьбе прихожан, престол в храме переименовали в честь Святого Николая Чудотворца. Церковь была хорошо снабжена утварью и иконами, среди которых выделялись своей древностью иконы Успения Божьей Матери и Святого Николая Чудотворца в серебряных ризах.

В 1874 году село Малышево пострадало от пожара, но церковь осталась невредимой, сгорела лишь церковная сторожка. Прихожане проявляли мало усердия к церкви; она была каменной, но холодной, без печей, с бедной утварью и неустойчивыми решётками на окнах. Священник Селин, недавно прибывший, не успел улучшить положение.

Кроме каменной церкви, в Малышеве была деревянная церковь Покрова Пресвятой Богородицы. До 1875 года она стояла на кладбище, а затем была перенесена к каменной церкви и стала тёплой. Время её первоначального устройства неизвестно. С 1888 года в Малышеве работала церковно-приходская школа.

В советские годы духовная жизнь была прервана, и церковь закрыли около 1926 года. Атеизм стал официальной идеологией, и религиозные обряды проводились тайно. Церковная жизнь стала скрытной, и прихожане старались сохранить память о святынях. В здании храма размещались слесарные мастерские, затем школьный интернат, а позже оно оказалось заброшенным.

С началом перестройки отношение к церкви изменилось. Начался процесс возвращения церковных зданий и предметов культа Русской православной церкви. Жители Малышева вместе с представителями Владимирской епархии решили восстановить храм, и в 2000 году в честь этого события был установлен поклонный крест. Сейчас церковь отреставрирована, но её конструкция остаётся незавершённой.