В 1771 году в Брянске было основано центральное городское кладбище на территории, ранее известной как Ярмарочная площадь. В 1774 году на этом кладбище был освящён первый деревянный храм, перевезённый из села Полпино и посвящённый Преображению Господню. Кладбище получило название Преображенского, а храм стал известен как «Полевой» из-за расположения на Полевой улице.
В 1823 году Брянск посетил император Александр I, остановившийся в доме купца Афанасия Бабаева. В память об этом событии, а также в честь пребывания в Брянске Петра I в 1708 году, было принято решение о строительстве нового каменного храма. Строительство началось в 1827 году на средства купца Бабаева и завершилось в 1831 году. Новый храм был освящён в честь Рождества Пресвятой Богородицы, а в трапезной части был устроен придел во имя святого благоверного князя Александра Невского.
Архитектурно храм представляет собой образец позднего классицизма. Основной кубический объём завершён куполом, фасады украшены арочными нишами и щипцовыми фронтонами. В интерьере основное помещение имеет срезанные углы с полукруглыми нишами, соединёнными с алтарём и трапезной широкими арками. Изначально в нишах у входа были установлены гипсовые бюсты императоров Петра I и Александра I, которые не сохранились. Колокольня, ранее отдельно стоявшая, была соединена с храмом после пристройки двухэтажной трапезной по проекту архитектора Богданова после 1840 года.
В 1927 году храм был закрыт и передан для использования в качестве морга. В последующие годы здание использовалось как спортивный зал общества «Динамо». В ходе послевоенной реставрации 1947 года ряд оконных проёмов был заложен, а фасады частично изменены. В 1955 году по проекту архитектора А. Е. Певцова на куполе была возведена бельведерная надстройка, обрамлённая пятиконечными звёздами.
19 сентября 2005 года храм был официально передан Брянской епархии. 21 сентября того же года, в день престольного праздника Рождества Пресвятой Богородицы, в храме была совершена первая Божественная литургия. В последующие годы были проведены ремонтно-восстановительные работы, включая демонтаж бельведерной надстройки и восстановление первоначального облика купола.
