Главный храм Палеха был построен в 1774 году. Его главный предел с пятью куполами освящен в честь праздника Крестовоздвижения — и на внешней восточной стене храма можно увидеть композицию, посвященную этому празднику, написанную братьями Салапиными в середины XIX века. Выделяется высокая шатровая колокольня, соединенная с храмом притвором и напоминающая нацеленный в небо остро отточенный карандаш.
Интерьеры этого храма очень необычны: его стены расписали в 1807 году палехские живописцы и роспись соединяет традиции барокко, классицизма и древнерусской иконописи. Сюжеты из Евангелия и церковной истории на стенах размещаются в отдельных квадратах и прямоугольниках, а их симметричность и яркая декоративность еще больше усиливают сходство с традициями палехской росписи. Благодаря своему убранству храм в начале прошлого века называли музеем древнерусского искусства. В советское время церковь действительно была филиалом Музея Палехского искусства, а сейчас она действующая и является подворьем Николо-Шартомского монастыря.