Каменная церковь Рождества Иоанна Предтечи в посёлке Козлово была перестроена из часовни в 1880 году по указу Тверской духовной консистории №953 от 9 февраля 1880 года. Строительство велось на средства владельцев ковровой фабрики Фланден и Мак-Гель, крестьян деревни Козлово и рабочих фабрики. Освящение храма состоялось в память о спасении императора Александра II 2 апреля 1879 года.
До начала XX века храм являлся приписным к церкви Успения Пресвятой Богородицы села Астраганца Тверского уезда. Богослужения совершались причтом Успенской церкви по очереди в воскресные и праздничные дни. Ежегодно 24 июня из приходской церкви совершался крестный ход, разрешённый Святейшим Синодом в 1872 году.
В 1894 году в храме было устроено паровое отопление на средства фабричных рабочих и господина Фландена. Хозяйственное управление осуществлял крестьянин деревни Павлицева Косьма Иоакимов, служивший на фабрике. Церковное имущество учитывалось по описи, составленной духовенством села Астраганца.
6 декабря 1933 года Завидовский райисполком принял решение о закрытии храма и переоборудовании здания под клуб сельхозтехникума. Официальное постановление о закрытии было утверждено 20 апреля 1934 года Московским облисполкомом, несмотря на протесты 450 прихожан. В 1935 году молния повредила колокольню, которую впоследствии разобрали.
В сентябре 1944 года по решению Совета по делам Русской Православной Церкви храм был вновь открыт и зарегистрирована община верующих. В послевоенные годы здание храма, представляющее собой восьмигранный объём с каменными апсидой, трапезной и колокольней, получило статус вновь выявленного памятника архитектуры.
В 2016 году в храм была перенесена частица мощей Иоанна Русского. В 2017 году проведены реставрационные работы по восстановлению внутренней и внешней росписи, заменены главки. Иконостас и фрески созданы московским иконописцем Игорем Яковлевичем Соколовым.