Согласно архивным данным, храм был возведён в 1725 году на посаде Коломны. Первоначально он представлял собой типичное для того времени сооружение в стиле раннего барокко, характеризующееся композицией «восьмерик на четверике». К основному объёму примыкала шатровая колокольня, а территория была обнесена оградой, завершённой в 1768 году. Внутреннее пространство включало два придела: северный — во имя Благовещения Пресвятой Богородицы и южный — во имя святого Иоанна Воина.
В начале XIX века, в 1809 году, на средства купца первой гильдии Афанасия Шевлягина был устроен третий придел в честь Казанской иконы Божией Матери. Семья Шевлягиных внесла значительный вклад в развитие и благоукрашение храма, сделав его своего рода семейной святыней. Многие представители этого рода были погребены на территории церковного кладбища, расположенного рядом с храмом.
В 1870 году между основным зданием храма и колокольней была пристроена просторная тёплая трапезная, выполненная в классическом стиле, что расширило возможности для проведения богослужений в холодное время года. В результате этих преобразований архитектурный облик храма сочетал элементы барокко и классицизма, отражая эволюцию стилевых предпочтений того периода.
К началу XX века Христорождественский храм являлся одним из наиболее богатых и благоукрашенных в Коломне. В 1908 году, после проведения ремонтных работ, было совершено повторное освящение храма. На средства семьи Шевлягиных иконы были украшены драгоценными серебряными ризами, а стены расписаны с позолотой, фрагменты которой сохранились в верхних ярусах главного придела.
После революционных событий и установления советской власти храм, как и многие религиозные сооружения, подвергся закрытию в конце 1929 года. Колокольня была частично демонтирована, главка храма снесена, а внутреннее пространство использовалось для различных светских нужд: от спортивного зала до учебно-производственных мастерских Коломенского артиллерийского училища. Семейный склеп Шевлягиных был разрушен, а многие святыни и ценности утрачены.
В 1997 году начался процесс реставрации храма. Были восстановлены утраченные элементы: главка, иконостасы, а также проведены работы по воссозданию внутреннего убранства. На западной стене установлены мемориальные доски из чёрного мрамора в память о выпускниках Михайловского военно-артиллерийского университета, отдавших жизнь за Отечество.
В настоящее время Христорождественский храм является приписным к Богоявленской церкви города Коломны. Между Богоявленской церковью и командованием Коломенского высшего артиллерийского командного училища заключён договор о сотрудничестве, в рамках которого в храме проводятся богослужения, включая панихиды по воинам, погибшим при защите Отечества. 29 августа 1999 года храм посетил патриарх Московский и всея Руси Алексий II, преподнеся в дар икону Рождества Христова.
