Строительство Крестовоздвиженской церкви с приделом Дмитрия Солунского, проводившееся на средства Нерехтского купца и городского головы Дмитрия Прокофьевича Симонова, завершилось в 1788 году, освящена в 1793 году. Церковь сооружали местные каменщики, но, по всей вероятности, при участии известного архитектора С.А.Воротилова, о чём свидетельствуют архитектурные особенности этой церкви. Это относится, прежде всего, к типично воротиловской колокольне, впитавшей в себя элементы двух предшествующих по времени церквей, уже построенных этим замечательным зодчим в Нерехте. Так, второй ярус и барабан со шпилем близки по оформлению к колокольни Преображенской церкви, а колоколообразное завершение яруса звона, один из вариантов завершения Воскресенской церкви. Одинаково решены также интерьеры Крестовоздвиженской и верхней Преображенской церквей. Высокая арка лишь чисто условно делит храм на центральную часть и трапезную. Интересной особенностью церкви является то, что световой восьмерик не равносторонний, а вытянут по оси север-юг. Стройность первоначального архитектурного замысла церкви была нарушена в ходе строительства заказчиком, решившим устроить при церкви придел в честь своего небесного покровителя, святого Димитрия Солунского. Придел примкнул с юга и с запада, в результате чего колокольня оказалась в центре здания, вход в неё был утрачен. Несмотря на единое архитектурное убранство фасадов в стиле позднего барокко, придел этот со скруглённым северо-восточным углом и увенчанный глухим цилиндрическим барабаном с луковичной главкой, смотрится всё же несколько чужеродно в общей композиции церкви.
В храме под многочисленными записями частично сохранилась настенная живопись, первоначально выполненная маслом в 1810 году художником из посада Большие Соли Алексеем Тимофеевичем Демидовым. В основном объёме на боковых лотках изображены великомученица Варвара и Сергий Радонежский, совершающий панихиду у гроба родителей. На стенах трапезной-образа святых Александра Невского и Марии Египетской, а также композиция «Снятие со креста». В своде трапезной, четыре сцены из Евангельского цикла, «Воскресение», «Жены Мироносицы у гроба Господня», «Явление Христа Марии Магдалине» и «Уверение апостола Фомы». На устоях арки помещены фигуры Николая Чудотворца и преподобного Пахомия Нерехтского. На своде придела размещены четыре сцены праздников, «Покров», «Преображение», «Рождество Христово» и «Сретение». В алтаре придела на своде изображён Господь Саваоф, на Горнем месте-Христос Вседержитель. На потолке паперти написан большой образ Саваофа на облачном фоне, в окружении символов евангелистов. Для сюжетных композиций выбраны западноевропейские образцы. К сожалению, в результате поздних поновлений от первоначальных росписей почти ничего не осталось. Судя по наиболее сохранному образу великомученицы Варвары, мастер А.Т.Демидов стремился работать в академической манере.
