Первое упоминание о церкви на месте нынешнего Андреевского храма относится к началу XVII века. В патриарших окладных книгах 1628 года значится церковь во имя апостола Андрея Первозванного в Аргуновской волости, уплачивающая дань в размере 9 алтын 2 деньги. В 1636 году местный вотчинник Роман Семёнович Воейков построил новую деревянную церковь в честь того же святого, вероятно, из-за ветхости предыдущей постройки. Эта церковь в 1654 году платила дань в патриаршую казну в размере 3 рубля 8 алтын 2 деньги, а в 1712 году — 3 рубля 21 алтын 4 деньги. В 1762 году на том же погосте, с благословения епископа Переславского Сильвестра, была построена другая деревянная церковь во имя святителя Николая Чудотворца. При этих двух церквах существовала деревянная колокольня.
В 1825 году на месте прежних деревянных церквей был возведён каменный храм с колокольней. Архитектурно храм выполнен в стиле классицизма. Основной объём представляет собой двусветный четверик с узкими боковыми портиками, увенчанный невысокой ротондой. К храму примыкает двухпридельная трапезная и трёхъярусная колокольня. В трапезной были устроены приделы во имя святителя Николая Чудотворца и святых жён-мироносиц.
В 1888 году в храме произошли значительные изменения: после пожара был заменён иконостас, написаны новые иконы, обновлена стенная живопись. В 1891 году в трапезной церкви также были устроены новые иконостасы. Таким образом, внутреннее убранство храма приобрело обновлённый вид, соответствующий канонам того времени.
В советский период храм был закрыт, вероятно, не позже 1930-х годов. Здание использовалось для различных хозяйственных нужд, что привело к его частичному разрушению. В 1970-х годах была проведена частичная реставрация, однако полноценное восстановление началось только в 2000-х годах, когда храм был возвращён верующим. С тех пор ведутся ремонтные и реставрационные работы, направленные на восстановление первоначального облика храма.
Особенностью восстановления Андреевского храма является участие в этом процессе представителей космической отрасли России. При непосредственном участии космонавтов во главе с Алексеем Архиповичем Леоновым были проведены работы по восстановлению храма. Часть росписей внутри храма выполнена по эскизам самого А.А. Леонова, благодаря чему под куполом рядом с изображениями Христа и апостола Андрея Первозванного можно увидеть парад планет и космический корабль. На стенах храма изображены святые-покровители первого отряда космонавтов. На отреставрированной колокольне установлена звонница с девятью колоколами, по количеству космонавтов, погибших за историю космических полётов, и каждый колокол носит имя одного из них.
В настоящее время Андреевский храм является действующим и относится к Звенигородскому благочинническому округу Московской митрополии Русской Православной Церкви. Престольный праздник храма — день апостола Андрея Первозванного, отмечаемый 13 декабря.