Церковь Рождества Богородицы в старину служила собором Николо-Богородицерождественского Возмищенского мужского монастыря, основанного в начале ХII в. князем Мстиславом Новгородским. Первоначально обитель была посвящена святителю Николаю. Находилась под покровительством Волоцких удельных князей. Вначале здесь стоял один деревянный храм. Согласно храмозданной доске, каменная церковь в честь Рождества Богородицы была построена «…по словеси архимандрита Луки в 7045 (1535) г.». Вмурованная в стену правого придела плита свидетельствует, что в 1547 г. к церкви пристроили трапезную в честь преподобного Кирилла Белозерского «повелением архимандрита Ионы Возьмищенского, а мастер Повилика Тверитин» (трапезная не сохранилась).

В 1764 г. указом Екатерины II монастырь был упразднен, а соборный храм обращен в приходской и использовался для богослужений разных полков. В 1762 г., из-за треснувших в храме сводов, были сняты две из трех древних глав. В 1849 г. старая трапезная, примыкавшая к храму, и колокольня были разобраны. Построена трапезная была уже с приделами в честь Благовещения Пресвятой Богородицы (освящена в 1858 г.) и иконы Божией Матери «Знамение» (освящена в 1860 г.). В 1857 г. была возведена трехъярусная колокольня по проекту Д.М.Петропавловского. К этому же времени относятся и иконостасы главного алтаря и боковых пределов.