Село Гребнево известно с XIV века, когда оно принадлежало князю Владимиру Серпуховскому Храброму, участнику Куликовской битвы. В конце XVI века владельцем села стал Богдан Яковлевич Бельский, оружничий царя Ивана Грозного. В Смутное время усадьба перешла к Воронцовым, а затем к князьям Трубецким. Князь Дмитрий Трубецкой, сподвижник князя Пожарского, возглавившего первое русское правительство в 1612 году, владел Гребнево в этот период. При нём на реке Любосеевке, примыкающей к селу с юга, были проведены гидротехнические работы: построена плотина, образовавшая систему Барских прудов с островами.
В 1781 году усадьба перешла к Гавриле Ильичу Бибикову через его первую жену, Татьяну Яковлевну Твердышеву, купившую Гребнево. В 1786 году началось строительство каменной церкви в честь Гребневской иконы Божией Матери. Храм был освящён в 1791 году. Автором проекта был архитектор И. Ветров, ученик М.Ф. Казакова. Кирпичный с белокаменными деталями храм центрического типа выполнен в стиле зрелого классицизма. На крестчатом основании покоится овальная в плане купольная ротонда, увенчанная бронзовой позолоченной фигурой ангела с крестом, заменившей традиционное церковное завершение.
В 1811 году усадьба была продана князю Сергею Михайловичу Голицыну. При нём в 1817–1823 годах была построена зимняя церковь во имя святителя Николая Чудотворца. Здание представляет собой ярусную восьмигранную в плане постройку, увенчанную цилиндром колокольни. Фасады храма были украшены барельефами, выполненными московским скульптором академиком Г.Т. Замараевым. Церковь освящена 23 декабря 1823 года.
Обе церкви не закрывались в советское время и продолжали функционировать. В 1991 году было торжественно отпраздновано 200-летие храма Гребневской иконы Божией Матери, и издана книга, посвящённая его истории.
