Первое упоминание о церковной постройке в Арефине относится к 1711 году, когда по благословению митрополита Стефана Рязанского и Муромского была возведена деревянная церковь Рождества Христова. Инициатором строительства выступил князь Сергей Петрович Долгоруков. Церковь обслуживалась священником и пономарем, а её приход насчитывал 167 дворов. На содержание причта была выделена пашенная земля.
В 1784 году началось строительство каменной церкви Рождества Христова на месте прежней деревянной Димитриевской церкви. Строительство завершилось в 1789 году, и в том же году был освящён тёплый придел во имя великомученика Димитрия Солунского. В 1793 году последовало разрешение на освящение главного престола в честь Рождества Христова, что было осуществлено настоятелем рыбинского собора протоиереем Михаилом Сосниным.
Архитектурно церковь Рождества Христова представляет собой сочетание купольной ротонды эпохи классицизма с традиционным пятиглавием. Центральную главу дополняют четыре луковичных главки. Первоначально купола и церковь были покрыты тёсом и окрашены красной краской; в 1804 году было выполнено железное покрытие с опайкой купола. Алтарь храма имел размеры 7,1 х 7,1 метра и освещался четырьмя окнами. Иконостас был четырёхъярусным, с резными золочёными царскими вратами и иконами, украшенными серебряными и медными окладами.
В 1843 году был построен зимний храм во имя святого пророка Илии, представляющий собой образец провинциального ампира. Вход в храм устроен на западном фасаде трапезной и оформлен четырёхколонным тосканским портиком с треугольным фронтоном. В 1861–1862 годах храм был расписан иконописцем Александром Брусняковым из Пошехонской Адриановой слободы. Ранее существовавший в летней церкви зимний Димитриевский придел был перенесён в новый зимний храм, где размещался в алтарной апсиде рядом с главным алтарём.
Комплекс был обнесён каменной оградой с деревянными решётками. В приходе имелись церковно-приходское попечительство, церковная богадельня, устроенная в 1866 году на средства крестьянина Константина Павлова, и земское училище. В 1897 году в богадельне проживали один мужчина и шесть женщин.
В 1930-х годах церковь Рождества Христова была закрыта, а в 1941 году — церковь Илии Пророка. После закрытия храмы использовались в хозяйственных целях: в церкви Рождества Христова размещались машинно-тракторная станция, склад, а в 1980-х годах — спортивный зал; в церкви Илии Пророка располагались госбанк, типография газеты «Сталинский путь» и столовая Арефинской коррекционной школы.
С 1996 года церковь Рождества Христова была передана религиозной общине. В начале 2000-х годов Православной церкви было возвращено здание Ильинской церкви. В настоящее время храмовый комплекс остаётся историческим центром села и объектом культурного наследия.
