Посёлок Зендиково известен с XVI века. Название происходит от татарина, принявшего христианство под именем Зендик Тимирязев. В конце XVIII века усадьба Зендиково была основана князем Николаем Фёдоровичем Барятинским, чья семья владела ею до 1820-х годов.
Строительство церкви Святого Духа началось в 1790 году на средства владельцев усадьбы и местных жителей. Архитектурный проект был разработан известным архитектором того времени, что отразилось на внешнем виде и внутреннем убранстве храма. Церковь была освящена в 1795 году и стала важным центром духовной жизни для жителей Зендиково и окрестных населённых пунктов.
Архитектурно церковь представляет собой однонефное здание с полукруглой апсидой и трёхъярусной колокольней. Фасады украшены пилястрами и наличниками, а интерьер отличался богатым убранством, включая иконостас и росписи.
В 1917 году, после Октябрьской революции, церковь была закрыта. Здание использовалось под различные хозяйственные нужды, что привело к утрате части внутреннего убранства и повреждению архитектурных элементов.
В 1990-е годы, после передачи храма верующим, началась реставрация здания. Были восстановлены утраченные элементы, проведены работы по укреплению конструкции и обновлению росписей. В 2000 году храм был вновь освящён и открыт для прихожан.
