В XVI в. сельцо Льялово принадлежало роду князей Стародубских.
В версте от сельца, на правом берегу реки Клязьмы, на погосте, стояла церковь в честь Богоявления Господня, разрушенная в смуту.
В 1621—1622 гг. князь Григорий Петрович Ромодановский, потомок князей Стародубских, взамен разрушенной, на левом берегу Клязьмы во Льялове выстроил деревянный храм в честь Рождества Пресвятой Богородицы с приделом во имя преподобных Зосимы и Савватия Соловецких. В 1731 г. княгиня Анастасия Феодоровна Ромодановская на месте обветшавшей выстроила новую деревянную церковь.
В 1800 г. Екатерина Ивановна Козицкая, дочь заводчика-миллионера И.С.Мясникова, построила кирпичную церковь в виде ротонды с отдельно стоящей колокольней. Между церковью и колокольней была устроена стеклянная галерея. Предположительно, в строительстве этой церкви принимал участие митрополит Московский Платон (Левшин) — сын причетника храма соседнего села Чашникова. Церковь была однопрестольной, в честь Рождества Богородицы.
В 1847 г. в храме устроили фамильный склеп князей Белосельских-Белозерских.
В 1862 г. на средства владелицы соседнего сельца Никольского, генерал-майорши Анны Петровны Митрино на месте стеклянной галереи выстроили теплую трапезную с приделами в честь Нерукотворного Образа Спасителя и Покрова Пресвятой Богородицы. В сельце Никольском была деревянная кладбищенская церковь, приписанная к храму Рождества Пресвятой Богородицы, упраздненная в 1837 г.
В усыпальнице князей Белосельских-Белозерских находилась главная святыня церкви — образ святой равноапостольной княгини Ольги, написанный на дубовой доске, в серебряной вызолоченной раме, украшенный драгоценными камнями — дар княжеской семьи.
В 1922 г. из церкви изъяли церковную утварь и предметы, украшенные драгоценными камнями. В 1937 г. храм закрыли. Здание использовалось под колхозный склад, мастерские Хозяйственного управления Совета Министров СССР. В 1956 г. его перестроили под клуб, разобрав второй ярус колокольни с кирпичным шпилем и завершение ротонды, надстроив второй этаж над трапезной; изменили форму окон, прорубили двери.
В январе 1992 г. здание передали общине. Первое богослужение в возвращенном храме состоялось 4 января 1992 г., и с этого времени совершаются регулярные службы.
Приход окормляет Менделеевскую больницу, Берсеньевскую специальную коррекционную школу-интернат, Менделеевскую школу.