В 1852 году, по согласованию с тифлисским обер-священником Кавказского Отдельного корпуса, в южной части станичной площади Кисловодска была возведена небольшая деревянная церковь с колокольней. Здание представляло собой бревенчатый восьмерик на четверике, обшитый досками и установленный на каменном основании. К основному срубу примыкали алтарная апсида, притвор и боковые приделы, формируя крестообразный план. Шатровый купол с главкой венчал восьмигранный световой барабан, а на крыше притвора располагался глухой барабан с меньшим шатром и главкой. Углы основного объема были украшены главками на тонких шеях.
Во второй половине XIX века, с увеличением числа переселенцев из центральных районов России, приход значительно вырос. В 1896 году начался сбор пожертвований на строительство каменной церкви. В 1902 году, по проекту архитектора Вергилеса, было начато строительство нового храма, завершившееся в 1904 году освящением здания. Старая деревянная церковь была разобрана и продана купцу Антону Курилову, который в 1910 году установил из этого материала Покровскую церковь в новом Алексеевском посёлке.
В 1936 году, в период советской антирелигиозной кампании, Крестовоздвиженская церковь была снесена. К 1965 году в Кисловодске были ликвидированы все православные храмы. Однако в 1975 году местный приход получил разрешение на строительство новой церкви на месте прежнего Крестовоздвиженского храма.
По эскизам протоиерея Сергия Лиманова началось строительство нового храма. Закладка состоялась 28 февраля 1986 года в присутствии епископа Ставропольского Антония. Богослужения не прекращались и во время строительства. 4 октября 1987 года здание новой церкви было освящено. Храм был построен и освящён к 1000-летию принятия христианства на Руси.
Внутренние росписи храма завершились в 1996 году под руководством московского художника Н. И. Бурейченко. Иконостас был выполнен художниками из Новосибирска. В церкви устроены три престола: главный — Крестовоздвиженский, и два боковых — Никольский и Пантелеимоновский. В 2012 году на прилегающей территории храма была построена крестильная церковь во имя равноапостольных царей Константина и Елены.
