Церковь святого благоверного князя Александра Невского расположена в парке "Александрия" к востоку от дворца на открытом зеленом пригорке. Здание интересно тем, что изначально являясь православной церковью, оно было построено в совершенно нехарактерном для православия готическом стиле. Отсюда ее второе обиходное наименование - Капелла.

Создание храма в готическом стиле - отражение русско-немецких культурных и династических связей начала XIX в. Проект храма - придворной церкви в загородной резиденции - был заказан в начале 1829 г. известному немецкому архитектору Карлу Фридриху Шинкелю. Непосредственное осуществление строительства поручили архитектору Адаму Менеласу, который начал строительство в 1831 г. После его смерти строительство храма продолжил архитектор И. И. Шарлемань. Оба они были представителями романтического направления в русской архитектуре. Оно не особенно было распространено в России и более всего выражалось в строительстве интерьеров, небольших павильонов и, крайне редко, маленьких церквей и часовен. Основные работы по сооружению храма были завершены в 1833 г.

В плане здание представляет собой квадрат с трехгранным выступом алтарной апсиды. Углы церкви акцентированы массивными двадцатиметровыми восьмигранными башнями со шпилями из чугуна, завершенным золочеными крестами. В нишах угловых башен на литых ажурных кронштейнах помещены фигуры святых. Стены храма прорезаны порталами со стрельчатыми "готическими" арками. Они окаймлены кружевным чугунным орнаментом.

В порталах установлено по четыре чугунные граненые колоны, на которых стояли фигуры апостолов. Над каждым порталом находится большое круглое окно-роза с витражом, над каждой розеткой - фигура ангела. Для здания церкви в 1832 году мастера Александровского литейного завода отлили из чугуна по моделям М. Соколова около тысячи разнообразных художественных деталей. По моделям скульптора В. И. Демут-Малиновского из медных листов выбиты 43 статуи: фигуры ангелов, апостолов, евангелистов и Богоматери с Младенцем.

Мотивы готики были использованы и в отделке интерьера церкви. На Петербургском стеклянном заводе были выполнены зеркальные стекла для витражей, установленных в розетках над порталами. В стрельчатых окнах церкви вставлены цветные стекла, благодаря чему в ней, как и во всех готических церквях, царит таинственный полумрак. Внутренняя роспись церкви была выполнена художником А. Нефом.

Храм служил домовой церковью Царской Семьи, богослужения в нем проводились только в летнее время.

Храм был закрыт в 1918 году. В 1932 году храм был превращен в Музей истории паркового комплекса "Александрия". Его здание сильно пострадало в годы Великой Отечественной войны. После окончания проведенных в 1970 – 1999 годах реставрационных работ в здании церкви открыт музей. В 2003-2005 гг. вновь выполнена реставрация фасадов и интерьеров Капеллы.