С 1657 года на месте собора стояла церковь. По легенде, в 1704 году князь Меншиков привёз сюда древнюю икону Богоматери и повелел построить для неё храм. Строительство возглавил зодчий Иван Зарудный. Предполагают, что в проекте принимал участие Доменико Трезини, а также итальянские и швейцарские мастера. Работы закончили в 1707 году. Сооружение стало самым высоким в Москве.

В 1723 году в шпиль высотой 30 метров попала молния. Он сгорел вместе с фигурами ангелов и часами, произошло обрушение деревянного свода. Частично строение башни восстановил в 1779 году масон Измайлов. Он стал использовать его для собраний своей ложи. Но 1863 год принёс перемены: митрополит Москвы велел отремонтировать здание и сбить масонские символы с его стен. В 1923 году большевики закрыли храм и растащили церковную утварь.

В настоящее время здание возвращено церкви, и культовое сооружение действует. Его высота сейчас составляет 26 метров. Декор XVIII века внутри храма сохранён практически полностью, местами осталась роспись 1770-х годов.