Первое упоминание о храме Рождества Христова в селе Деревянск относится к 1706 году, когда деревня стала погостом после постройки деревянной церкви. В окладной книге монастырей и церквей Великоустюжской епархии за 1755 год церковь в честь Рождества Христова в Деревянской волости Яренского уезда уже значится.
В первой половине XIX века в селе существовали две деревянные церкви: холодная во имя Рождества Пресвятой Богородицы (1784-1786 гг.) и теплая во имя Рождества Христова (1797-1799 гг.). Оба храма были одноэтажными, с отдельными корпусами и колокольнями. В 1871 году епископ Палладий во время объезда церквей Вологодской епархии посетил Деревянск и оставил указания относительно строительства нового каменного храма.
В 1874-1878 годах на средства прихожан была построена двухэтажная каменная церковь с колокольней. Нижний престол во имя Рождества Христова освятили 23 июня 1879 года, верхний во имя Рождества Пресвятой Богородицы - 23 июня 1884 года. Храм возводили мастера из Санкт-Петербурга, вокруг церкви была сооружена ограда с чугунными узорами и кирпичными столбами.
В 1926-1928 годах в храме служил архиепископ Пахомий (Кедров), находившийся в ссылке в Коми области. В 1930-е годы церковь была закрыта. В настоящее время здание храма сохранилось, но не действует и нуждается в реставрации. В 2021 году жители села построили новый Никольский храм для проведения богослужений.
