W 1939 roku świątynia została zamknięta i przez długie lata służyła jako magazyn do przechowywania zboża oraz środków ochrony roślin. W kwietniu 1985 roku rozporządzeniem Rady Ministrów Tatarskiej ASRR obiekt został wpisany na listę zabytków architektury o znaczeniu lokalnym miasta Breżniewa (ówczesna nazwa Nabierieżnych Czełn). Na początku lat 90. XX wieku budynek cerkwi zwrócono eparchii kazańskiej Rosyjskiego Kościoła Prawosławnego, a w latach 1990–1992 miał miejsce remont obiektu według projektu czełnińskiego architekta Markiza Basyrowa. W ramach prac restauratorskich istniejące motywy neorosyjskie połączono z elementami eklektycznymi, wokół świątyni stworzono zaś zespół obejmujący ogrodzenie z bramami, kaplice i pawilony. Całość po ukończeniu prac wpisano w kwietniu 1993 roku do rejestru zabytków historycznych i kulturowych o znaczeniu republikańskim Republiki Tatarstanu.
Cerkiew Świętych Kosmy i Damiana jest najstarszym budynkiem miasta Nabierieżnyje Czełny.