Деревянная церковь Николая Чудотворца в Клементьеве известна с 1614 года, но сохранившийся ансамбль каменных построек начали создавать только в 1793 году. Храм строили по образцам церкви Петра и Павла в Угличе и церкви Троицы в Дивной Горе. В 1841 году помещения были расписаны ростовским мастером Александром Сапожниковым. За образец он взял росписи в храме Рождества Богородицы в селе Вощажниково. В 1852 году началась перестройка зимней церкви и колокольни. В конце XIX – начале XX века было построено каменное здание сторожки. Богослужения в храме проводились до 1932 года. Здание церкви после закрытия использовалось как зернохранилище колхоза «Заветы Ильича».
В настоящее время храм находится в ведении Переславской епархии Ярославской митрополии Русской православной церкви Московского патриархата, отмечает пресс-служба регионального правительства. В здании проведены противоаварийные работы: заменена кровля (кроме колокольни), главы на крыше четверика, окна и двери.