Одним из старейших храмов Калуги является церковь в честь святых мучеников и бессребреников Космы и Дамиана Римских, заложенная за несколько десятилетий до нашествия Наполеона. Согласно мнению большинства местных краеведов и искусствоведов план строительства храма появился еще в конце 1770-х годов. В те времена знаменитый калужский губернатор Михаил Никитич Кречетников вступил в учрежденную должность генерал-губернатора Калужского и Тульского наместничества, после чего приступил к переустройству города. Тогда же был построен ряд замечательных памятников архитектуры, среди которых, безусловно, особенное место занимает храм во имя Спаса Нерукотворного, строительство которого завершилось в 1794-м году. Храм был возведен в стиле барокко и стал одним из красивейших.
В 1828-м году к церкви Спаса Нерукотворно было пристроено два предела: в честь Космы и Дамиана и святителя Николая, под именем которых она вошла в историю. В 1886-м году в приделах были установлены иконостасы. После прихода большевиков к власти церковь подверглась серьезному гонению. В 1926-м году, служившие в храме, иеромонах Антоний Кобелев и священник Николай Вылежинский были арестованы «за антисоветскую агитацию» и отправлены в ссылку. В 1937-м году храм был закрыт и некоторое время использовался для содержания заключенных, в результате чего пришел в ужасающее состояние разрухи.
В послевоенные годы в здании закрытого храма располагался гараж и хозяйственные склады. В 1960-м году постановлением Совета Министров РСФСР № 1327 от 30 августа храм был объявлен памятником архитектуры и градостроительства республиканского значения. Несмотря на это, здание продолжали использовать как складское помещение. Здание было возвращено Калужской епархии лишь 17-го июля 1992-го года. Первое время восстановлением храма занимался протоиерей Николай Суходолов, затем Георгий Гафаров. Освящение центрального придела было совершено архиепископом Климентом 27-го августа 1998-го года, после чего в храме начались регулярные богослужения, но ремонт храма не закончился до сих пор. С 1999-го года при церкви действуют две воскресные школы: для детей и для взрослых.
В наша время внешняя архитектура храма резко выделяется среди других церквей Калуги своей выдержанностью, пропорциональностью и изяществом. В объемно-пространственном построении храма и его декоративной отделке фасадов чередуются классически и барочные мотивы. В плане церковь похожа на корабль, основание — лепестковое. Основной объём построен четырьмя связанными между собою полукружиями. Высокий купольный свод увенчан пятью главами на световых барабанах. Боковые входы украшены небольшими, но высокими порталами, с двумя парами тонких колонн. Над порталами располагаются такие же, но более изящные колонны, поддерживающие мысообразные фронтончики. Наличники окон и другие детали отличаются массивностью и сочностью рисунка. Четырёхъярусная колокольня и большая трапезная сделаны в строгих формах раннего классицизма. Колокольня постепенно суживается кверху. Сначала она стояла отдельно от храма, но в XIX веке была соединена с ним папертью. Апсида в плане характерна для культовых сооружений середины XVIII века. Боковые главы храма являются четвёртым ярусом башен-экседер, примыкающих к храму. Композиция завершающего пятиглавия очень напоминает церкви постройки знаменитого Растрелли, что позволяет предполагать, что архитектором был кто-то из его учеников. Эта предположение вполне реально, учитывая особый интерес столичного начальства к Калуге после учреждения Калужского и Тульского наместничества, а также назначения на должность губернатора Михаила Никитича Кречетникова.