Храм Рождества Христова возводился в 1686 – 1690 годах одновременно с тремя большими Трапезными палатами, примыкающими к нему на втором этаже с запада. Место для строительства было выбрано царевной Татианой Михайловной и правительницей Софьей Алексеевной в той части монастыря, где находились «старые каменные службы», сооруженные в период пребывания в монастыре Патриарха Никона. К югу от них стояла деревянная церковь Воскресения Христова, впоследствии разобранная.
28 июня 1686 года Патриарх Иоаким выдал монастырю грамоту на построение храма. Сооружение корпуса велось на средства царевны Татианы Михайловны и завершилось через три строительных сезона. Однако вскоре случился пожар, и освящение церкви с палатами было совершено Патриархом Адрианом только 13 декабря 1692 года.
Архитектура церкви Рождества Христова типична для русского зодчества конца XVII столетия. Второй этаж храма представляет собой четверик с двумя рядами окон и сомкнутым сводом, на котором поставлены два глухих восьмерика, завершенных главкой с крестом.
Первоначально вдоль восточного фасада палат и церкви находилась паперть с гульбищем, огражденным сверху сквозным парапетом с кирпичным балясником, подобным баляснику монастырской ограды. Лестница на гульбище располагалась против южной трапезной палаты. Поднявшись на нее, можно было войти в храм с южной стороны, а также обойти его снаружи.
Над убранством церкви и палат трудились монах-иконописец Соломон, живописец Иван Фадеев, что «писал к трапезе клиросы и скамьи», мастер Степан Иванов Полубес, изготовивший изразцы для трех печей в центральной палате.
В церкви Рождества Христова был устроен четырехъярусный тябловый иконостас. 12 декабря 1693 года царевна Татиана Михаловна вложила в храм Петровскую икону Божией Матери в золотом чеканном окладе, украшенном рубинами, сапфирами, изумрудами и жемчугом. Ныне этот образ хранится в музее «Новый Иерусалим».
Царевна-храмоздательница определила назначение каждой из трех больших палат. Центральная трапеза, соединенная арочными проемами с Рождественским храмом, использовалась как «общая всем человеком приходящим молитися», вторая предназначалась для трапез братии, третья была «гостиная мирским ясти всяких чинов людям».
В середине XVIII века вдоль восточного фасада корпуса была построена каменная галерея с деревянной кровлей и перилами, заменив прежнюю паперть с гульбищами. Большая и южная палаты были украшены росписью «под мрамор» зеленого и багряного цвета, лепниной в виде завеса с кистями над растесанными окнами и «балясами» вдоль стен. Это барочное убранство придало интерьеру палат светский, дворцовый характер.
23 мая 1792 года в монашеской кухне случился большой пожар, и от Трапезных палат остались только стены. Иконы и другие предметы церковного обихода удалось спасти, но «с великим повреждением». Восстановительные работы велись с 1792 по 1795 год при настоятеле обители архимандрите Варлааме (Головине) под руководством архитектора М. Ф. Казакова. В корпусе заново проложили проемные связи, сделали и покрыли листовым железом стропила со слуховыми окнами. К западному фасаду палат для укрепления стен пристроили кирпичные контрфорсы. Галерея вдоль восточного фасада Трапезных палат была оформлена в стиле классицизма штукатурной рустовкой и сдвоенными пилястрами с покраской в желто-белый цвет.
В 1810 году по распоряжению настоятеля обители архимандрита Мелхиседека II (Минервина) в храме Рождества Христова был устроен деревянный потолок на двух кирпичных столпах. В 1840 году стены и потолок были покрыты росписями на тему Евангельских событий и притч, выполненными под руководством Ивана Ивановича Строева.
К началу 1850-х годов назрела необходимость разобрать кирпичные столбы и потолок, которые затемняли храм и уменьшали его внутреннее пространство. Настоятель монастыря архимандрит Мелхиседек III (Сокольников) предложил вернуть церкви первоначальный вид, что и было сделано. Работы велись под наблюдением архитектора К. А. Тона, ученики которого — академики Иосиф Степанович Каминский и Яков Иванович Реймерс — создали для храма проект нового иконостаса, осуществленный в 1853 году на пожертвования П. Г. Цурикова.