Деревня Матрёнино впервые упоминается в «Списке населённых мест» 1862 года как владельческое село 2-го стана Волоколамского уезда Московской губернии. В селе насчитывалось 25 дворов и 203 жителя, а также находилась православная церковь.
Основное здание храма было построено в 1873 году, а колокольня появилась в 1800 году. Архитектурно храм представляет собой традиционное для того времени строение с характерными элементами, отражающими стиль позднего классицизма.
После революции 1917 года церковь, как и многие другие храмы, была закрыта. В советский период здание использовалось для различных хозяйственных нужд, что привело к его частичной утрате и разрушению.
В 1999 году была зарегистрирована религиозная организация «Подворье Патриарха Московского и всея Руси Русской Православной Церкви (Московский Патриархат)», расположенная по адресу: Московская область, Волоколамский район, деревня Матрёнино, дом 21.
В настоящее время храм святителя Николая Мирликийского в Матрёнино является патриаршим подворьем и входит в состав Волоколамского благочиния Одинцовской епархии Русской Православной Церкви. Он продолжает служить центром духовной жизни местного населения, проводятся регулярные богослужения и культурные мероприятия.
