Храм Рождества Христова в Кашине впервые упоминается в писцовых книгах 1621 года как деревянная церковь в слободке Рождественская горка, ранее принадлежавшей помещику Ивану Семёнову Сергиевскому. Вскоре слободка была передана Кашинскому посаду. Деревянное здание сохранялось до 1709 года.
Каменный храм был возведён в период с 1774 по 1786 год. Первоначальная архитектура представляла собой одноглавый четверик с трёхъярусной колокольней, увенчанной шпилем. Апсида имела округлую форму. В архитектурном решении прослеживались черты позднего барокко, характерного для тверского зодчества того периода.
В 1868-1870 годах проведена масштабная реконструкция храма в русско-византийском стиле по проекту, приписываемому школе Константина Тона. К основному объёму пристроили обширную трапезную с двумя приделами: Рождества Иоанна Предтечи и святителей Афанасия и Кирилла Александрийских. Колокольня была полностью перестроена. Фасады украсили филенчатыми лопатками, килевидными архивольтами и кокошниками.
В 1929 году храм был закрыт. Колокола сняты, иконостас демонтирован. В 1934 году начался демонтаж кровли и крестов. К 1937 году разрушена колокольня. В здании последовательно размещались склад «Заготзерно» и слесарный цех промкомбината.
В 1983 году началась реставрация храма, в ходе которой восстановлен основной объём, но не колокольня. В 1986 году из закрытой на ремонт Петропавловской церкви сюда перенесли раку с мощами святой благоверной княгини Анны Кашинской, которая в 1993 году была возвращена в Вознесенский собор. Богослужения возобновлены в центральном приделе.
