Строительство детского приюта Великой Княгини Александры Николаевны, дочери Императора Николая I, организованного после её смерти в 1844 году в 19-летнем возрасте от неудачных родов, продолжалось до 1847 года по проекту А. К. Кавоса. В 1867-1869 гг. здание приюта было расширено и одновременно по планам академика Ф. С. Харламова, утвержденным Государем Императором Николаем I, было возведено каменное здание церкви св. мученицы Царицы Александры с пятью небольшими куполами и колокольней, соединённое изящным крытым переходом со зданием приюта. Церковь была построена на "пожертвования особ Императорской Фамилии". Освящение небольшой изящной церкви произошло 30 марта 1869 года. Рядом с церковью была построена часовня во имя Святителя Николая Мирликийских чудотворца.

Архитектура церкви являла собой удачное смешение готического и византийского стилей. Хотя и небольшая, всего 18 шагов в ширину, она поражала новостью и неожиданностью эффектов. Голубые купола были расписаны золотыми узорами. Фасад украшен цветной майоликой. Круглые стекла в церкви были цветными: в куполе желтовато-красноватые, а в алтаре ярко-жёлтые. В храме всегда господствовал полусвет, особенно усиливавший эффект золоченого иконостаса с 24 образами, среди густых буроватых тонов внутренней окраски стен. На этом общем тоне, поддерживающем гармонию, были написаны в барабане купола евангелисты и разбросаны по стенам и сводам орнаменты византийского стиля. Все живописные 24 образа иконостаса были выполнены в мастерской академика В. В. Васильева. Иконостас был исполнен по рисунку академика М. В. Макарова.

Строительство церкви обошлось казне всего в 40000 рублей. На такой небольшой капитал не строилась ни одна церковь в истории храмового строительства С.-Петербурга. Службу в церкви совершали поочередно священники Свято-Троицкого Измайловского собора. В апреле 1917 года в храме венчались сын Великого Князя Константина Константиновича (поэта К.Р.) князь Гавриил Константинович с А. Р. Нестеровской, позднее спасшей его от расстрела в петроградской ЧК. После революции детский приют был закрыт и церковь с 1919 года стала приходской.

Закрыли храм в августе 1933 года. В 1938 году церковь вместе со стройной колокольней была снесена, и на её месте образовался пустырь. Часовня Святителя Николая была разрушена уже после войны, в конце 40-х годов.

Фундаменты церкви сохранились и 9 апреля 1994 года создана приходская община для возрождения церкви Святой Царицы Александры. Эскизный проект восстановления церкви утверждён в августе 1995 года. Руководит проектом архитектор Ю. М. Кривицкий, главный архитектор проекта С. В. Погоничев. В соседнем здании бывшего детского садика, построенном в 1960-х годах, открыта домовая церковь Мученицы Александры, организованная общиной на время строительства храма. В 2000 году она украсилась небольшой позолоченной луковичной главкой.