Село Житенино известно с XVII века. В 1839 году на месте обветшавшей деревянной церкви был построен новый каменный храм на средства помещика А.П. Хметевского, подпоручика в отставке. Главный престол храма был освящен во имя Николая Чудотворца, а приделы — в честь Александра Невского и Иоанна Воина.
Архитектура храма выполнена в стиле классицизма. Здание представляет собой трёхпрестольную церковь с трапезной и колокольней. Колокольня и храм завершены круглыми кирпичными барабанами, увенчанными золочёными главками.
В 1880 году при храме была открыта церковно-приходская школа. В начале XX века священниками храма были Петр Розанов, Алексей Соболев и Алексей Лавров, последний из которых числился настоятелем в 1911 году. С 1922 по 1930 год в храме служил священномученик Николай Поспелов, расстрелянный в 1938 году.
В 1930-х годах храм был закрыт, а здание использовалось под складские помещения, что привело к его разрушению. В 2007 году начались восстановительные работы, финансируемые компанией "Интервесп" и другими организациями. Были восстановлены основные части храма, включая колокольню и алтарную часть. В настоящее время храм функционирует, проводятся регулярные богослужения в выходные и праздничные дни.