Село находится на Большой Переяславской дороге (ныне старое Ярославское шоссе). По преданию, на Воздвиженском холме отдыхал святой Великий князь Дмитрий Донской по пути в Троицкий монастырь к преподобному Сергию. По преданию и первая деревянная церковь в селе была основана во времена Радонежского игумена. А на месте языческого жертвенника, находившегося неподалеку, сам святой Сергий поставил крест. Воздвиженское было последней остановкой царских поездов при паломничестве к Троице. Накануне праздника преподобного Сергия здесь обычно совершалась Божественная Литургия, на которой присутствовал царь, и "Троицкие власти с образами и хлебами били челом Государю пожаловать на праздник к Сергию Чудотворцу".

В XVII веке деревянная церковь Воздвижения Креста имела два придела во имя преподобного Алексия человека Божия и Святителя Николая. Об этом говорят надписи на древних серебряных богослужебных сосудах, находящихся ныне в ризнице Троице-Сергиевой Лавры.

По свидетельству священника Иакова Иванова, 1 января 1784 года, церковь сгорела, однако утварь, иконы и колокола были спасены. 1 марта того же года была получена Благословенная грамота архиепископа Платона (Левшина) на постройку новой церкви. Деньги и материалы поступили от дворцовой канцелярии. В 1786 году, 14 сентября, по прошению священника Лукьяна Яковлева был освящен храм с Алексеевским приделом. Деревянный храм просуществовал до 1869 года, после чего был разобран и на месте его алтаря была поставлена часовня, простоявшая на кладбище до 30-х годов ХХ века. В 1992 году на месте алтаря деревянного храма был установлен пятиметровый крест.

В Воздвиженском нашли свое завершение трагические события, положенные в основу шедевра русской музыки - оперы М. Мусоргского "Хованщина". В 1682 году на сельской площади были обезглавлены начальник Стрелецкого приказа князь Иван Андреевич Хованский и его сын. Через 7 лет здесь испытала унижение сама царевна Софья: в 1689 году по приказу 17-летнего Петра она была остановлена в Воздвиженском и отправлена в Новодевичий монастырь, где по обвинению в причастности к стрелецкому восстанию была пострижена в монахини и содержалась до смерти под строгим наблюдением.

В 1804 году император Павел I пожаловал село Воздвиженское гвардейцу Грузинову А.О. Затем владельцы села часто менялись. Любопытна история постройки каменной церкви. Началась она с прошения дворянина Николая Саломирецкого в Духовную Консисторию в 1823 году: "О разрешении постройки каменной церкви с двумя приделами" Строительство было приостановлено из-за недостатка средств. Новой владелице села Мухановой А.И., дочери действительного статского советника, строительство принесло немалые убытки, так как "трещины в стенах новосооруженной церкви" вынудили снова разобрать ее до основания. Лишь Московскому губернскому архитектору Дмитрию Фомичу Борисову удалось осуществить строительство каменной церкви. 29 сентября 1847 года святитель Филарет, митрополит Московский, освятил церковь в селе Воздвиженском. В 1855 году были подняты колокола. Алексеевский придел за недостатком средств был устроен только в 1885 году, освящение которого состоялось при священнике Гордии. В 1887 году настоятель церкви священник Николай Михайлович Соловьев составил подробную метрику храма. В 1928 году в нем служили иерей Василий Ключарев и диакон Александр Конокотин.

В 1931 году настоятелем был назначен иеромонах Гедеон (Смирнов), насельник Троице-Сергиевой Лавры, арестованный 26 ноября 1937 года в церковной сторожке. Расстрелян 10 декабря 1937 года на полигоне в Бутово.

В 1932 году были сброшены семь колоколов, самый большой - 120 пудов. Храм после закрытия разграблен. Лишь в конце 70-х годов церковь стала филиалом Загорского музея-заповедника.

В 1990 году храм возвращен Церкви. 27 сентября в престольный праздник Воздвижения Креста Господня новым настоятелем иереем Андреем Крашенинниковым был отслужен первый молебен. 7 декабря была совершена первая Божественная Литургия.

За прошедшие годы храм покрашен снаружи, перекрыта кровля, восстановлена ограда, налажено отопление и освещение. Трудами художника П.В. Пашкова выполнена резьба главного иконостаса и разработан проект иконостаса придела. Написаны иконы, приобретена утварь, получены в дар колокола, самый большой из них - 250 кг. Поистине подвигом стал энтузиазм прихожан, когда к 150-летию храма в 1997 году за одно лето был отремонтирован весь интерьер, кроме купольной росписи.

К храму приписана молитвенная комната-часовня святого великомученика Пантелеимона при военном госпитале. Действует воскресная школа, как кружок при Доме офицеров в Сергиевом Посаде-6. Ежегодно 18 июля, в день Обретения мощей преподобного Сергия, совершается крестный ход в село Радонеж для совершения совместного молебна с духовенством Радонежского подворья Троице-Сергиевой Лавры.

В двух верстах к востоку от Воздвиженского некогда стояла часовня "Крест", описанная в житии преподобного Сергия, как место, где останавливался просветитель зырян святитель Стефан Пермский. До революции сюда совершался Крестный ход из села, и Крест из часовни в праздник Воздвижения приносился в храм. В 30-е годы часовня была уничтожена, место, где она стояла, относится к полигону Геологоразведочной академии. Сейчас у обочины дороги возвышается красивый Крест, установленный и освященный отцом-экономом Лавры архимандритом Георгием в 1996 году 9 мая в память 600-летия со дня преставления святителя Стефана Пермского.

Приходской Совет и прихожане продолжают работы по реставрации и украшению храма.

При храме имеется Воскресная школа, в которой обучается 20 детей.