Первая церковь в Палаузе, согласно челобитной местных крестьян архиепископу Вологодскому и Белозерскому Симону, а также документам из летописи церкви Рождества Пресвятой Богородицы, была возведена между 1664 и 1670 годами.

Деревянная церковь во имя Владимирской Божьей Матери стояла в Палаузе до 1672 года, после чего была разобрана из-за ветхости. На её месте построили деревянную однопрестольную церковь во имя Рождества Пресвятой Богородицы. Это была небольшая клетская церковь (размером 15,5×5,3 м) с колокольней типа четверик на восьмерике высотой 10,5 м. В 1850 году, из-за ветхости деревянной церкви, по благословению Епископа Вологодского Евлампия началось строительство новой трехпрестольной одноэтажной церкви с холодным храмом во имя Рождества Пресвятой Богородицы, который был освящен 17 июня 1879 года. В западной части церкви были устроены два придела: справа, во имя Святителя Василия Великого (освящен 7 октября 1863 года), слева, в честь Фомы Амфунтанского (освящен 18 июля 1870 года).

Церковь Богородицы расположена в восточной части села Палауз на возвышенности в 450 м к югу от шоссе. Это одноэтажное, трехчастное здание прямоугольной формы с апсидой полуциркульного очертания. Центральная глава храма покоится на цилиндрическом световом барабане с вытянутыми прямоугольными окнами, боковые главы, на восьмериковых глухих барабанах. Все главы имеют луковичную форму.

Северный и южный фасады храма имеют три оси проемов. Центральная ось с арочным порталом (на северном фасаде портал ложный) и окно второго света заключены в высокую трехлопастную нишу с килевидным завершением. Окна второго света круглые. Углы храма украшены лопатками под руст. В завершении храма, фриз из ширинок и простой карниз. Апсида, трапезная и нижний ярус колокольни имеют одинаковую высоту. Алтарь перекрыт конхой и соединен с основным объемом через подпружную арку. Храм перекрыт восьмилотковым сводом на тромпах. Пол из массивных досок сохранился в центральной части храма. Храм отделен от трапезной стеной с арочным проемом. На восточной стене трапезной по обе стороны от арочного проема расположены экседры, служившие алтарными нишами. В северной части западной стены трапезной находится арочная ниша, где была голландская печь. Свод притвора крестовый. В северной стене притвора узкий проем ведет к кирпичной лестнице на колокольню, а рядом глубокий арочный проем ведет в северную хозяйственную палатку. Южная палатка соединена и с трапезной, и с притвором. Свод в палатке крестовый.

Здание церкви выполнено из кирпича и оштукатурено как снаружи, так и внутри. Кладка верстовая. Это здание имеет общественную, историческую и художественную значимость и отличается выразительным декором в русском стиле.