Церковь в селе Семеновка, расположенном в Царевококшайском уезде Казанской губернии, была возведена в 1818 году на средства прихожан. Главный престол освятили в честь Рождества Пресвятой Богородицы, правый придел посвятили святителю Николаю Чудотворцу, а левый, святому пророку Божию Илии.

Архитектура храма сочетает в себе традиционные русские и классические элементы. Центральный куб завершается круглой ротондой с куполом и традиционной главкой на барабане. Просторная трапезная соединяет храм с трехъярусной колокольней типа «восьмерик на четверике», украшенной пилястрами, нишами и карнизами, что придает ей праздничный вид.

К 1915 году к церкви относились часовни в деревнях Княжна и Савино, последняя из которых была освящена в честь пророка Божия Илии и построена на средства святого праведного Иоанна Кронштадтского. В 1884 году при храме открылась церковно-приходская школа. К 1915 году в приходе также действовали школа в деревне Якимово, училище Министерства просвещения в деревне Княжна и три земских училища. При церкви работала библиотека с 236 томами книг.

В советское время храм потерял часть убранства и утвари. В 1922 году из него изъяли 21 предмет, включая серебряную ризу с иконы Божией Матери «Троеручица», серебряно-золотые венцы, кресты, потир и дарохранительницу.

В начале 1920-х годов духовенство церкви примкнуло к обновленчеству. Вернуть приход под омофор Патриарха Тихона стремились казначей Николай Кириллович Симонов, Иван Васильевич Чулков и другие верующие. В итоге настоятель Петр Соловьев отправился с покаянием к епископу Яранскому Нектарию Трезвинскому и по возвращении заново освятил храм.

В дальнейшем семеновский приход вошел в состав Краснококшайского православного церковного управления староцерковников, а с конца 1920-х годов, в Марийское викариатство Нижегородской епархии. С середины 1930-х годов семеновская церковь оставалась единственным православным храмом в окрестностях Йошкар-Олы и с 1935 по 1937 год служила резиденцией епископов Марийских.

С марта 1937 года здесь служил священномученник Леонид Антощенко, арестованный 21 декабря 1937 года и расстрелянный 7 января 1938 года. Вместе с ним был арестован протоиерей Леонид Львов, приговоренный к 10 годам заключения и умерший в лагере 1 января 1942 года.

Церковь в Семеновке закрыли 27 января 1940 года, после чего здание использовали как столовую и магазин. 30 января 1944 года верующие обратились к Патриарху Сергию с просьбой об открытии церкви. 11 апреля Совнарком МАССР удовлетворил просьбу, но передача здания затянулась, и богослужения возобновились 4 ноября 1944 года.

Церковь Рождества Пресвятой Богородицы стала центром религиозной жизни православных Марий Эл. Первоначально службы проходили в боковых приделах, а штат включал священника, диакона и псаломщика. После закрытия Воскресенского собора Йошкар-Олы его приход объединили с семеновским, и здесь служили два священника.

Среди священнослужителей послевоенного времени особо почитаемы протоиереи Владимир Аллин, Павел Чазов и Даниил Домрачев. В начале 1960-х годов храм принял из закрытого Воскресенского собора иконостасы и другие ценности.

При создании Йошкар-Олинской и Марийской епархии 25 июля 1993 года в церкви состоялась хиротония епископа Иоанна Тимофеева. В ограде церкви находится могила архимандрита Аверкия Бойкова, почитаемого в Марийском крае. В настоящее время к семеновскому храму приписаны церковь в честь Всех святых на Туруновском кладбище и часовня в деревне Савино.