Один из приходских храмов Московского Патриархата Казанской епархии и старейшая постройка города Набережные Челны. История храма начинается в XVIII веке, когда в селе Орловка стояла деревянная церковь. Её постигла обычная участь большинства деревянных церквей — она сгорела. Это произошло в середине XIX века, и вскоре после этого события было решено построить новую церковь — теперь уже каменную. Возводили её в 1854-1859 годах, и деньги на её постройку выделил купец И. И. Стахеев. Храм строился в византийском стиле по проекту архитектора Константина Тона. Итоговый результат представлял собой эклектичное здание, большей частью в псевдорусском стиле. Церковь имела один престол и была освящена в честь святых Космы и Дамиана.
После революции для храма настали нелёгкие времена, и в итоге в 1930-х годы его закрыли, долгие годы используя как склад, в котором хранили картофель, зерно и ядохимикаты. Реставрация началась лишь в 1990-ом году, когда церковь передали Казанской епархии. Храм был восстановлен практически в первозданном виде, но к нему прибавили несколько новых пристроек — часовни и павильоны. Появилась и ограда с воротами. В данный момент при храме работает церковно-приходская школа и действует городской Попечительский совет.