Крестовоздвиженская церковь построена в 1893 году по благословению выдающегося миссионера епископа Уфимского Дионисия Хитрова. С ним вместе участвовал в освящении храма и затем провел в нем ряд бесед со старообрядцами священник-миссионер Евграф Еварестов, ныне прославленный в лике святых как священномученик. Первым настоятелем храма был протоиерей Николай Котельников, ставший для прихожан поистине «добрым пастырем и добрым отцом». Он похоронен у алтаря церкви рядом с бессменным церковным старостой и главным донатором храма купцом Трофимом Козловым.
Приход Крестовоздвиженской церкви до революции был одним из самых многочисленных в Уфе и состоял, в основном, из рабочего люда. При храме действовало церковно-приходское попечительство, помогавшее бедным жителям Нижегородки и во время первой мировой войны семьям солдат, ушедших на фронт. Была церковно-приходская школа.
Когда у отца Николая Котельникова родился глухонемой сын, он, «скорбя о судьбе своего сына, воскорбел и о других глухонемых» и в 1902 году открыл при храме на благотворительные средства училище для глухонемых. Одним из первых внес вклад на него святой Иоанн Кронштадтский. Попечительство Государыни Императрицы Марии Федоровны о глухонемых прислало для этого училища специально подготовленную в Петербурге учительницу. В годы Первой мировой войны училище глухонемых приняло военный лазарет на 94 койки. В 1914 году к зданию был сделан пристрой с училищным домовым храмом во имя святителей Ермогена, Патриарха Московского и Николая, архиепископа Мирликийского. На строительство этого храма внес вклад из своих личных средств Царь-страстотерпец Николай II.
В годы советской власти прихожане Крестовоздвиженской церкви, чтобы спасти свой храм от закрытия, дежурили около церкви. С 1933 года по 1937 год Крестовоздвиженская церковь была кафедрой епископа Руфина Брехова, возглавившего Уфимский епархиальный совет автокефальных староцерковных общин. После его ареста и закрытия церкви в ней размещался склад минеральных удобрений. По настоятельным просьбам верующих Крестовоздвиженская церковь была вновь открыта в 1942 году.
За организацию сбора пожертвований в помощь фронту настоятель храма А. Горин и церковная староста М.Чумакова были награждены медалями «За доблестный труд в Великой Отечественной войне». М. Чумакова устроила на работу сторожем в Крестовоздвиженский храм в 1944 году Николая Чигвинцева, ныне прославленного в лике святых преп. Моисея Уфимского. Это было первое место его церковного служения, отсюда он ушел принимать постриг в Сергиевский собор. Ель у алтаря Крестовоздвиженской церкви посажена его руками. В этом храме служили в разное время — схиепископ Петр Ладыгин, архимандрит Пантелеимон Степаненко, игумен Софроний Шаробыров, игумен Илья Бобровников, священники Аркадий Маринин, Феодор Троицкий, Игорь Марков и другие.
В советское время, когда почти все храмы были закрыты, в Крестовоздвиженскую церковь приезжали верующие из многих сел и деревень Уфимской епархии. В 1994 году на территории храма был открыт Крестовоздвиженский Благовещенский монастырь, а после его перевода в г. Стерлитамак в 1998 году на его месте Протоиерей Роман Хабибуллин создал братство для людей без постоянного места жительства и социальный приют.