Сергий Радонежский благословил своего племянника Феодора в 1370 году основать монастырь на реке Москве, на месте, называемом Симоново. Сам же святой срубил первый храм и освятил его пророчески - в честь Рождества Пресвятой Богородицы. Князь Дмитрий Донской перед сражением на Куликовом поле отправляется в Троицкий монастырь за благословением к игумену монастыря Сергию. Здесь преподобный утешает князя и посылает с ним двух иноков: схимонаха Александра Пересвета и схимонаха Андрея Ослябю, в прошлом брянских бояр.
Александр Пересвет сразился с непобедимым Челубеем и победил его (до этого Челубей выиграл 300 поединков).
После битвы, по повелению великого князя и по благословению преподобного Сергия, тела схимонахов Александра Пересвета и Андрея Осляби были принесены в Старое Симоново и погребены возле храма Рождества Пресвятой Богородицы.
На месте деревянного храма в 1509 году построили каменный, тот что и стоит поныне. В 18-19 веках к четверику храма пристроили трапезную часть, и место погребения Пересвета и Осляби оказалось в самом храме. Существуют свидетельства посещения могил Пересвета и Осляби великим князем Иоанном III, царем Иоанном Грозным и Феодором Алексеевичем, императрицей Екатериной II.
Большим значением для России стало празднование 500-летия Куликовской битвы. К этому юбилею на могиле героев была создана сень Каслинского литья и состоялось императорское посещение погребения Пересвета и Осляби. Остался даже подробный протокол о посещении храма императором Николая II с супругой в 1900 году.
После революции храм чуть не погиб из-за того, что была принята в 1929 году директива, в которой религиозные организации были названы главной легальной контрреволюционной силой. В то время сносились самые древние и известные храмы Москвы. Храм Рождества Пречистой Богородицы в Старом Симонове тоже взорвали бы, но заводу «Динамо» срочно понадобилась компрессорная и решили устроить ее в здании церкви. Для этого снесли главу и барабан, а колокольню разобрали на кирпичи. Роспись со стен не счищали, а просто замазали, поэтому около 80% фресок смогли впоследствии восстановить.
Судьба храма волновала верующих, а первые добровольные субботники москвичей в помощь реставраторам начались в 1983 году. Между компрессорами было определено место захоронения иноков – героев Куликовской битвы. Первая служба со времени закрытия храма была совершена 1 июня 1989 года — в день празднования памяти святого Дмитрия Донского, а 22 июля храм вернули Русской Православной церкви. Это был первый в Москве возвращённый в послехрущёвские времена храм.