Инициаторами строительства церкви выступили братья Шинковы — Трофим, Федот, Аверкий и Варфоломей Афанасьевичи, зажиточные крестьяне и владельцы ткацкой фабрики в Алёшино. Федот Афанасьевич, ранее служивший церковным старостой в храме Рождества Христова в селе Михалёво, в 1847 году обращался с прошением о строительстве каменной церкви на погосте Гвоздна. После получения неоднозначного ответа братья приняли решение возвести храм в родном селе Алёшино. Строительство началось в 1847 году и завершилось в 1854 году, когда были освящены два придела в трапезной части храма: в честь Покрова Пресвятой Богородицы и святых Афанасия и Кирилла Александрийских. В 1855 году был освящён главный престол во имя святых бессребреников Космы и Дамиана Римских.
Архитектурно храм представляет собой кирпичное здание с трёхчастной осевой композицией, являющееся примером художественной эклектики. Ампирная основа сочетается с элементами московского барокко. Обширная трапезная соединяет храм с четырёхъярусной колокольней, два верхних яруса которой выполнены в виде убывающих по размеру восьмериков. Основной объём храма — односветный четверик, увенчанный высоким световым восьмериком, перекрытым куполом с главкой. Фасады украшены парными пилястрами, боковые грани четверика завершены поясом ложных закомар, окна обрамлены наличниками с треугольными навершиями.
14 июля 1924 года, на престольный праздник, в храме состоялось богослужение, возглавленное святителем Тихоном, патриархом Московским и всея России, о чём свидетельствует его собственноручная запись в личном дневнике. В 1929 году село Алёшино было переименовано в Виноградово и стало районным центром. В условиях антирелигиозной политики советской власти наличие действующего православного храма в центре района стало нежелательным. Во второй половине 1930-х годов храм был закрыт, его помещения использовались под склад стройматериалов, шорную мастерскую и деревообрабатывающий цех Московского производственного комбината. В этот период здание храма подверглось значительным изменениям: внутреннее пространство было разделено на этажи и отдельные помещения, прорублены дополнительные двери и окна, к колокольне пристроена баня, а в притворе установлена котельная. На месте бывшего кладбища были возведены двухэтажный дом и ангар для деревообрабатывающего цеха.
