Превосходный образец неовизантийского стиля был создан в 1889 - 1898 годах по проекту гражданских инженеров Вас. А. Косякова и Д. К. Пруссака. Большое каменное пятиглавое здание храма было построено по заказу Морского ведомства в память коронования императора Александра III и императрицы Марии Фёдоровны. Главный купол храма царственно возносится в небо на световом арочном барабане, словно подпираемом снизу четырьмя традиционными малыми полукуполами. Над западным входом устроена небольшая легкая звонница, купол которой прежде увенчивала золоченая корона. В храме было 18 больших окон в стенах и 57 окон в подкупольных барабанах. Высота церкви от поверхности земли до подножия креста на главном куполе достигала более 42 метров. Храм был торжественно освящен 25 октября 1898 года епископом Ямбургским в сослужении с протоиереем Иоанном Кронштадтским. Несколько ранее, 15 декабря 1896 года, был освящен левый придел храма, к тому времени ещё окончательно не достроенного, во имя Святого Андрея Критского и Святого Пророка Осии.

28 марта 1900 года митрополитом Антонием был освящен и правый придел во имя Преподобного Сергия Радонежского и Святого Феодосия Черниговского. При церкви было образовано благотворительное общество, а также открыты школа для сирот, детский приют и богадельня. Храм славился прекрасной внутренней отделкой - она вся была погублена при оборудовании в нем камеры для обучения моряков-водолазов. В июне 1932 года храм был закрыт и передан учебному отряду подводного плавания. В 2000 году церковь отказалась от претензий на возвращение здания храма Милующей Божией Матери, сочтя использование его уникальных возможностей для тренировки водолазов-спасателей богоугодным.