Однопрестольный храм построен в 1892-1895 гг. на средства известного благотворителя Митрофана Семеновича Грачева (арх. Г.А. Кайзер) при детском приюте, здание которого располагалось рядом (снесено в советское время).
Храм освящен 22 октября 1895 г. Достопримечательностью храма были зеркальные кресты в металлической оправе.
В 1935 г. Храм был закрыт, колокольня и купола снесены. Храмовая икона свт. Митрофана перенесена в храм иконы Божьей Матери «Нечаянная радость» в Марьиной Роще. Здание храма было передано заводу им. Калинина.
Богослужение возобновлено в 10 марта 1990 г, в 1990-1993 гг. заново созданы колокольня, купол и внутреннее убранство ( по проекту проф. Архитектуры С.Я. Кузнецова). Мозаики в алтаре – известного мастера А.Д. Корнаухова, деревянный резной иконостас выполнен Д.М. Шаховским, роспись храма Я.Н. Добрыниным. В доме причта в 1996 г. Малым чином освящена однопрестольная домовая церковь во имя прмц. вел. кн. Елизаветы Федоровны, в которой служатся сестрические Литургии и проводят крещение взрослых.