Первое упоминание о храме в селе Милюково (ранее Никольское, Никола-Низ) относится к 1666 году, когда в переписной книге Вяземского уезда указана деревянная церковь во имя Николы Чудотворца Можайского. В 1756 году на её месте был возведён каменный храм во имя Святителя Николая Мир-Ликийского. В 1761 году на средства князя Салтыкова построен второй каменный храм, освящённый во имя Святого Николая Чудотворца, Архиепископа Мир Ликийских. Первоначально храм был однопрестольный и без колокольни.
В 1770 году на средства сына князя Салтыкова, подпоручика Псковского пехотного полка, был устроен придел во имя святого апостола и евангелиста Иоанна Богослова. В 1790 году владелец села обер-провиантмейстер Иван Малахиевич Олонкин возвёл пятиярусную колокольню, доминировавшую в архитектурном ансамбле. На колокольне размещались колокола, крупнейший из которых весил 2006 кг.
В 1825 году приход храма включал 39 деревень с 289 дворами. С 1825 по 1868 год настоятелем служил священник Василий Сергеевич Докучаев. В 1862 году проведена реставрация: обновлена настенная живопись, выполнены четыре наружные росписи. В 1885 году при храме открыта церковно-приходская школа.
В 1930-х годах храм был закрыт, но в 1942 году вновь открыт. В 1943 году немецкими войсками уничтожена колокольня. С тех пор здание не восстанавливалось и пребывает в аварийном состоянии. Богослужения совершаются в оборудованном помещении притвора. Храм приписан к Спасскому приходу села Тесово.
Архитектурный облик сочетает элементы барокко и классицизма. Первоначальный интерьер включал четырёхъярусный резной иконостас с иконами московского письма, среди которых особо почиталась храмовая икона Святителя Николая в рост человека. В алтаре сохранились масляные росписи первой половины XIX века.