Первый каменный храм в Анастасово был возведён в 1760 году помещиком Алексеем Ниловичем Пановым и освящён в честь Казанской иконы Божией Матери. Этот тёплый храм имел длину 12 саженей и ширину 11 саженей. Спустя 55 лет, в 1815 году, наследники А.Н. Панова, в честь победы в Отечественной войне 1812 года, построили на том же месте второй, более величественный каменный храм с колокольней. Новый холодный храм был освящён во имя Святителя Николая Чудотворца.
Архитектурно Никольский храм представляет собой каменное здание длиной с колокольней 27,7 метра, шириной 15 метров и высотой до верхнего карниза 7,5 метра. На храме установлена одна глава. Здание окружено кирпичной оградой.
При храме имелось 3 десятины усадебной и 33 десятины пахотной и сенокосной земли. Приход включал, помимо села Анастасово, населённые пункты Ключи, Коровино, Броновщину, Бахмутово, Ниловку и Яновщину, всего 383 двора с населением около 3200 человек. Причт состоял из священника, диакона и псаломщика, которые получали жалование от казны и проживали в домах, построенных на церковной земле. В приходе действовали земская школа в селе с 1875 года и церковная школа грамоты в деревне Бахмутово с 1894 года.
В 1930-х годах, в период антирелигиозной политики советского государства, приход был закрыт. Последний настоятель, протоиерей Димитрий Воскресенский, был арестован и умер в заключении; впоследствии он был канонизирован как священномученик. После закрытия храмы были разорены: с них сняли купола, сбросили кресты, выбили окна. Казанская церковь использовалась как склад минеральных удобрений и со временем обрушилась из-за разрушения кирпичной кладки. Никольский храм был приспособлен для хранения зерна; несмотря на обветшание и появление трещин, здание сохранилось.
В начале 1990-х годов началось возрождение прихода. Сначала был построен молитвенный дом для проведения богослужений, затем начался сбор средств на восстановление Никольского храма. В феврале 1992 года на храме был установлен крест, после чего отремонтировали купол, провели внутренний ремонт и возвели новый иконостас. В 1993 году храм был освящён архиепископом Чебоксарским и Чувашским Варнавой. В трапезной части храма устроили тёплый придел в честь Казанской иконы Божией Матери.
