Первая домовая церковь во Флоренции появилась в 1818 году при русской дипломатической миссии. В 1866 году Рождественская церковь открылась в учрежденном во Флоренции российском посольстве. Только в 1899–1903 годах в городе построили отдельный храм по проекту Михаила Преображенского. За ходом строительства наблюдал местный инженер Джузеппе Боччини, а после его смерти — Джованни Пачарелли. Церковь состояла из двух храмов: нижнего — во имя святого Николая Чудотворца и верхнего — в честь Рождества Христова.
Кирпичные фасады храма украшал узорчатый фриз и многочисленные изразцы. Интерьер верхней церкви выдержан в древнерусском стиле. Над ним работали петербургские художники Дмитрий Киплик, Александр Блазнов и др. Мраморный двухъярусный иконостас был выполнен по эскизу Михаила Преображенского генуэзским мастером Джузеппе Нови при помощи Паоло Трискорни из Каррары. Убранство нижнего храма происходило из римской домовой церкви князей Демидовых в Сан Донато — уникальные иконы из российской мастерской Пешехоновых, деревянный иконостас и пр. С 1925 по 1936 год храм служил временной усыпальницей членов греческой королевской семьи.