Село Антилохово впервые упоминается в письменных источниках XVI века, однако его основание, вероятно, относится к более раннему периоду.В первой половине XVI века село принадлежало Спасо-Евфимиеву монастырю, затем перешло во владение князей Шаховских и Гундоровых, а в 1587 году было возвращено монастырю по указу царя Фёдора Ивановича.
Строительство храма Николая Чудотворца было завершено в 1823 году на средства прихожан. Архитектурно здание представляет собой холодную (неотапливаемую) церковь с шатровой колокольней, выполненную в традиционном стиле того времени. Вместе с храмом Феодора Стратилата, освящённым в 1804 году, церковь Николая Чудотворца составляла единый приход, включавший село Антилохово и близлежащие деревни: Боровиха, Горьково, Мансуриха, Бражки и Петухово. На 1898 год в приходе числилось 129 дворов с населением 374 мужчины и 401 женщина.