В небольшом селе Орловка деревянная церковь существовала ещё в конце XVIII века. Однако в 1844 году она сгорела. В 1854-1859 гг. на средства елабужского купца Ивана Ивановича Стахеева была построена новая однопрестольная каменная церковь, и 14 ноября освященная, как и сгоревшая, во имя святых бессребреников и чудотворцев Космы и Дамиана. Средних размеров храм был построен по образцовому проекту Константина Тона в византийском стиле.
При церкви в XIX веке было попечительство. И сейчас ничего не изменилось: при храме действует Попечительский совет города.
Далее документ гласит: «Земли при ней было 33 десятины. Притч помещался в церковных домах, получал жалованье от прихожан 155 руб. 50 коп. в год, дохода до 400 руб. в год и ругу».
В селе с 1876 года существовала смешанная земская школа. Как и сейчас: при храме существовала единственная на то время в Татарстане православная начальная школа «Кириллица», сейчас закрыта.
В храм ходили орловские сельчане из ближайшей деревни: «обоего пола» всего 2182 души (1054 муж. и 1137 жен.).
Он был закрыт в 1939 году и в течение долгих лет использовался как склад для хранения зерна, картофеля и даже ядохимикатов. Храм возвратили верующим только в 1990 году. Он был отреставрирован на добровольные пожертвования верующих по проекту челнинского архитектора Маркиза Басырова в стиле ранней эклектики с псевдорусскими мотивами, вокруг него был создан своеобразный ансамбль, включающий ограду с воротами, часовни и павильоны.
На сегодня является самой старой постройкой Набережных Челнов и включен в список исторических памятников города. Одноглавая бесстолпная церковь традиционной симметрично-осевой композиции с большим цилиндрическим световым барабаном на четверике центрального объема, имеющего раскрепованные лопатками углы и боковые входы с невысокими крыльцами. Над входами по три арочных оконных проема, простенки украшены стилизованными пилястрами, капительная часть которых служит импостами килевидных арочек наличников. Аттик украшен невысоким щипцом с заплечиками. Световой барабан украшен лопатками в широких простенках между арочными световыми проемами. Узкая трапезная протяженностью в пять оконных проемов. Над входом – трехъярусная колокольня под восьмигранным шатром с одним рядом слуховых окошек в килевидных наличниках. Памятник культовой архитектуры в стиле ранней эклектики с псевдорусскими мотивами.