Первая домовая церковь во Флоренции была основана в 1818 году при российской дипломатической миссии. В 1866 году в российском посольстве во Флоренции открылась Рождественская церковь. Лишь в 1899 и 1903 годах в городе был построен отдельный храм по проекту Михаила Преображенского. За строительством следил местный инженер Джузеппе Боччини, а после его смерти, Джованни Пачарелли. Церковь включала два храма: нижний, посвященный святому Николаю Чудотворцу, и верхний, в честь Рождества Христова.

Фасады храма из кирпича украшали узорчатый фриз и множество изразцов. Интерьер верхней церкви выполнен в древнерусском стиле, над которым трудились петербургские художники Дмитрий Киплик, Александр Блазнов и другие. Мраморный двухъярусный иконостас был создан по эскизу Михаила Преображенского генуэзским мастером Джузеппе Нови с помощью Паоло Трискорни из Каррары. Убранство нижнего храма включало элементы из римской домовой церкви князей Демидовых в Сан Донато, уникальные иконы из российской мастерской Пешехоновых, деревянный иконостас и другие элементы. С 1925 по 1936 год храм использовался как временная усыпальница для членов греческой королевской семьи.