В 1797 году в своей вотчине — сельце Панюково — супруга статского советника Настасья Владимировна Грибоедова инициировала строительство приходской каменной церкви в честь Рождества Пресвятой Богородицы. Строительство продолжалось до 1803 года, когда храм был завершён и освящён. С этого момента Панюково приобрело статус села, что подчёркивало его возросшее значение в округе.
Архитектурно храм представляет собой кирпичное здание в стиле классицизма с элементами барокко. Он состоит из бесстолпного одноглавого четверика с небольшой трапезной и трёхъярусной колокольни. В 1843 году в трапезной был освящён придел святителя Николая Чудотворца, а в 1845 году — придел Покрова Пресвятой Богородицы.
В середине XIX века село Панюково принадлежало поручику Ивану Васильевичу Сатину. Село располагалось вдали от оживлённых дорог и крупных населённых пунктов. Церковный приход насчитывал 134 двора и 864 прихожанина. Согласно переписи 1911 года, в селе находилась усадьба Ц.Н. Самарина-Ивашнина, имение помещика Бурышкина, а также училище Московского воспитательного дома.
В 1935 году в храме служил протоиерей Василий Агафоников, впоследствии причисленный к лику священномучеников. В 1947 году храм был закрыт, а его здание использовалось как складское помещение.
В 1999 году была образована православная община, и церковь была передана верующим. Осенью 2013 года начались восстановительные работы, и в 2016 году храм был восстановлен. С этого времени в храме регулярно совершаются богослужения в выходные и праздничные дни.
