Храм расположен на углу пересечения улиц К. Маркса и Пионерской (Б. Никитской и Староникитской) в юго-восточной части города. Его внушительный объем доминирует над застройкой правобережья Зуши. Это один из лучших примеров классицизма в Орловской области. Предположительно, Никитский приход "повыше" Затинной (Вышезатинной) слободы существовал уже в XVI веке. Впервые деревянная Никитская (Мироносицкая) церковь упоминается в переписной книге Мценска 1625 года: "Церковь Святых жен Мироносиц да Никиты святого Мученика деревянная клецки, а в них Божия милосердия образы местные, книги и ризы и колокола и всякое церковное строение той же церкви попа Герасима". В 1757 году вместо обветшавшей деревянной церкви была построена каменная, но и она вскоре обветшала из-за близости к реке.

В начале XIX века на средства купца Ивана Никитича Барыкова на новом месте, выше старого на квартал, началось строительство каменного храма, который был больше всех других церквей города и завершился в 1818 году. Он имел три престола: главный холодный, Воздвижения Креста Господня, в теплой трапезной, во имя св. Жен-Мироносиц (справа) и св. великомученика Никиты (слева). Благодаря богатому внутреннему убранству и значительной вместимости, превосходившей старый городской собор, Крестовоздвиженская церковь до 40-х годов XIX века, когда был завершен новый собор во имя Св. Николая Чудотворца, выполняла функции соборной. 23-25 января 1826 года в храме находилось тело императора Александра I, которое перевозили из Таганрога в Санкт-Петербург. В память об этом событии члены царской семьи подарили храму паникадило, а внутри церкви установили памятную доску.

В 1897 году храм в последний раз капитально отремонтировали. С 1899 года при нем начала работать церковно-приходская школа, размещавшаяся в собственном деревянном доме. Церковь закрыли в 1930 году. В годы войны авиабомба разрушила своды трапезной. В 1960 году здание взяли под госохрану, что не помешало городским властям пытаться добиться его сноса под предлогом ветхости. К счастью, храм удалось сохранить.

23 февраля 1973 года обрушился шпиль колокольни. С 1976 года в храме периодически проводились вялотекущие реставрационные работы, которые полностью прекратились к началу 1990-х годов. В 1999 году храм передали христианской общине. Первоначально восстановительные работы велись за счет средств прихода Свято-Троицкого храма. В том же году в храме возобновились регулярные богослужения. Два с лишним года главный алтарь храма, имеющий довольно большую площадь, использовался как временный храм (в восточной части отгородили маленький алтарь, остальное пространство занимали клирос и прихожане). В настоящее время службы проходят в приделе Жен-Мироносиц.