Первоначальная деревянная церковь в главном здании Придворных конюшен была устроена при императрице Анне Иоанновне и освящена во имя Спаса Нерукотворного Образа в 1737 году. В 1747 году на Конюшенной площади перед зданием конюшен была построена и освящена каменная церковь. Ныне существующая церковь была построена в 1816 – 1823 годах по проекту архитектора В. Стасова в здании Конюшенного ведомства. Реконструируя старый конюшенный двор, зодчий центральным звеном композиции сделал павильон, в котором и была устроена церковь.

Фасад здания церкви декорирован ионической колоннадой с барельефами, над узким карнизом чуть приподнят пологий купол с крестом, по его бокам башенками стоят две невысокие колокольни.

Мастерски решен зодчим интерьер церкви. Его средняя часть перекрыта кессонированным куполом на парусах, украшенных росписью. Зал обрамляют десять ионических колонн, облицованных под желтый мрамор, несущих висячий антаблемент. Стены церкви были выкрашены в светло-сиреневый, а карнизы в белый цвет. Церковь так описывает современник Стасова: "...Внутренность храма освящается 17 большими окнами, алтарь - одним, в котором вставлено желтое стекло, изливающее яркий свет наподобии солнечного сияния... Взор поражается богатством и красотой иконостаса". Царские Врата были исполнены по проекту художника А. Е. Егорова. Иконы на них принадлежали кисти художника А. И. Иванова. Церковь была украшена барельефами. В храме хранились многие святыни, привезенные из Константинополя. Особое внимание посетителей привлекало паникадило на 108 свечей, изготовленное англичанином Джоном Банистером из меди, покрытой серебром, с украшениями из чистого серебра. После закрытия церкви в мае 1923 года, оно в 1929 году было снято и передано в Адмиралтейство. Здание церкви было передано под клуб отряда Петроградской конной милиции. В 1956 году в нем были проведены реставрационные работы, после чего помещение заняла проектная организация.

В июле 1991 года храм был возвращен верующим и люстру, наконец, вернули храму. Специалистами проведена сложная работа по подвеске паникадило к куполу. Его вес 2 тонны, высота 4 метра, диаметр 2,5 метра. Чтобы восстановить погибший иконостас требуются большие деньги, но храм постепенно приводится в его первоначальный вид. Чин освящения храма совершил 14 мая 2000 г. Митрополит Санкт-Петербургский и Ладожский Владимир (Котляров).

Этот храм знаменит тем, что 1 февраля 1837 г. в нем отпевали А. С. Пушкина. Ночью 3 февраля гроб с его телом был увезен в Святогорский монастырь, где Пушкин и был похоронен. Об этом событии в истории храма напоминают памятная доска и живописные работы, посвященные последним часам жизни поэта, размещенные на лестнице, ведущей непосредственно в церковь, расположенную на втором этаже здания.