Деревянная церковь во имя Николы Зарайского с приделом Параскевы Пятницы построена в 1566 году. Во время большого пожара в 1566 году храм сгорел.

Трехпрестольная каменная церковь для рабочих суконной мануфактуры построена в 1726-1728 (1730-?) годах на средства купца Ивана Афанасьевича Михляева на месте старой деревянной церкви. Главный престол освящен во имя Богоявления Господня (с 1831 года во имя Рождества Пресвятой Богородицы), правый придел во имя трех Казанских святителей Гурия, Германа и Варсофония, левый придел во имя св. Параскевы Пятницы. За церковью и приходом закрепилось название Пятницкий.

По сравнению с первоначальным обликом храм изменился. Храм горел во всех городских пожарах вплоть до начала XIX века, несколько раз выгорал полностью, оставались лишь остовы стен. После пожара 1815 года долго перестраивался. Главный престол восстановили в 1831 году и переименовали из Богоявленского в Рождество-Богородицкий, а пришедший в ветхость Пятницкий придел был разобран и построен заново в 1855 году.

В 1923 году Пятницкая церковь отдана обновленцам, объявлена Соборной и предназначалась заменить Благовещенский Собор в Кремле. В церковь с разрешения властей свозились все святыни из закрытых или разрушенных церквей и монастырей. Некоторое время находились мощи первого казанского святителя Гурия, чудотворный образ преподобного Сергия Радонежского из Свияжского монастыря, список времен Иоанна Грозного с древней иконы Спасителя из часовни при Спасской башне Казанского Кремля и многие другие святыни. Священник Пятницкой церкви отец Федор Гидаспов расстрелян в 1918 году по обвинению в антисоветской деятельности, ныне причислен к лику святых и почитается верующими как новомученик.

В 1937 году церковь закрыли. В храме и на территории находилась тюрьма. В 1950-е годы разрушена колокольня.

В 1993 году проводилась реконструкция для передачи храма музею икон.

В 1996 году храм возвращен православным верующим. При проведении восстановительных работ внутри самой церкви, под папертью вскрыты захоронения расстрелянных заключенных. В 2000 году восстановлена колокольня. 10 Ноября 2000 года главный престол восстановленной церкви освящен в честь святой великомученицы Параскевы Пятницы, придел в честь Рождества Богородицы освящен 21 сентября 2002 года. В 2004 году на средства благочестивых прихожан над могилой построена усыпальница, в которой упокоены более семисот расстрелянных во время нахождения здесь тюрьмы.