Село Варварино, впервые упомянутое в документах 1588 года, принадлежало Ивану Богдановичу Милославскому. 6 мая 1689 года был издан указ патриарха о строительстве в селе каменного храма в честь Рождества Христова с приделом пророка Илии, что было инициировано владельцем села, стольником Сергеем Ивановичем Милославским. К 1693 году храм был завершен: 14 ноября того года в новопостроенную церковь и придел пророка Илии были переданы два антиминса, которые принял священник Иоанн. После возведения храма село получило второе название, Рождественское.

Во время нашествия Наполеона храм подвергся разграблению, были похищены сосуды и другая утварь. Вследствие этого его освятили заново 27 декабря 1813 года.

В 1856 году к приходу относилось 99 дворов с населением 398 мужчин и 311 женщин. Причт состоял из священника, дьячка и пономаря, которые жили в деревянных домах на церковной земле.

В 1864 году к церкви пристроили северный придел в честь князя Александра Невского. Рядом с храмом находилась деревянная сторожка, построенная в 1910 году.

Кирпичное здание храма выполнено в стиле московского барокко. К бесстолпному одноглавому четверику примыкают: с востока, прямоугольная апсида, с запада, трапезная с двумя приделами и трехъярусная колокольня, возведенная в 1903 году. Алтарная апсида завершается главкой на двухъярусном постаменте.

Приделы, построенные в разное время, отличаются размерами и планировкой. Южный придел имеет полукруглое алтарное завершение, а северный, прямоугольное. Оба придела покрыты коробовыми сводами, а трапезная и алтарь центральной части храма, крестовыми с четкой шелыгой.

Фасады здания украшены кирпичными и белокаменными оконными наличниками с разорванными фронтонами и обрамлениями порталов. На фасадах находились 15 больших и 6 малых икон, последние, вероятно, в барабане центральной главы. Ранее на главках церкви были установлены четырехконечные металлические золоченые кресты с завитками и полулунием, а над северным приделом и колокольней, восьмиконечные без украшений.

В храме находились почитаемые иконы: Смоленская и Тихвинская иконы Божией Матери, икона мученицы Дарии, пожертвованная матерью основателя храма Дарьей Прохоровной Милославской, и пророка Илии.

Шестиярусный иконостас Рождественского алтаря был украшен резными золочеными колоннами, клеймами, рамками и капителями. Царские двери были деревянными, резными, позолоченными, с изображением святых и чеканкой. Пол в храме был лещадный, а в приделах и трапезной, из белого камня. Убранство интерьера полностью утрачено в XX веке, роспись не сохранилась.

27 апреля 1922 года в церкви провели изъятие церковных ценностей, количество и вес которых неизвестны. В храме находились серебряные венцы для икон и кадило 1786 года.

В 1923 году верующие подали заявление о регистрации религиозной общины, которая, вероятно, была зарегистрирована, так как богослужения проводились до 1938 года, когда был арестован последний настоятель, священник Александр Минервин. Его приговорили к расстрелу на Бутовском полигоне, а в 2000 году он был причислен к Собору новомучеников и исповедников Российских.

В 1938 году церковь была закрыта, и ее здание использовалось как подсобное помещение пионерского лагеря.

В 1992 году храм вернули верующим, и богослужения возобновились.

Из-за неподобающего использования здания в советское время церкви требовалась реставрация. К 2012 году были проведены работы по оштукатуриванию, консервации от разрушения, установке новых крестов, созданию нового пятиярусного иконостаса и набора колоколов, самый большой из которых весит 3000 кг. Также была отреставрирована колокольня. В 2016 и 2017 годах частично восстановили изначальный облик интерьеров, отреставрировали главы и кресты, произвели золочение главок, воссоздали оконные и дверные заполнения и отреставрировали белокаменный цоколь.

В 2017 году церковь стала лауреатом конкурса "Московская реставрация" в номинации "Лучшая организация ремонтно-реставрационных работ".