Известно, что в день закладки церкви шел проливной дождь. Однако к тому моменту, как крестный ход, посвященный этому событию, вышел из Успенского собора, погода неожиданно наладилась. Первый камень фундамента заложил архиепископ Владимирский и Суздальский Феогност.
Церковь была построена по завещанию и на средства отставного капитана Федора Григорьевича Архангельского. Он также указал и место для строительства. Помогали и другие жертвователи, в частности владелец стекольных заводов и фабрик Ю. С. Нечаев-Мальцов, который оплатил стекло для окон и дверей и изготовление зеркального креста на купол. Храм был выстроен на земле, принадлежавшей Владимирскому благотворительному обществу, губернским инженером И. А. Карабутовым по проекту губернского архитектора А. П. Афанасьева.
19 сентября 1893 г. на звонницу было поднято 5 колоколов, а 28 ноября того же года храм был торжественно освящен.
Новый храм был создан в византийском стиле, отличался изящностью, а внутри был относительно небольшим: его вместимость составляла не более 400 человек.
Храма с подобным архитектурным обликом, определяющим его уникальные акустические свойства, на Владимирской земле прежде не существовало. Верх церкви венчала луковичная главка с зеркальным крестом, изготовленным на заводе Заславских в Екатеринославе (ныне Днепропетровск). В тимпанах под килевидными закомарами находились иконы святых. Большое количество окон делали храм изнутри очень светлым и торжественным.
Иконостас для храма – весь из черного дуба – был сделан московским художником Э. К. Бетте, а иконы написаны известным иконописцем Н. М. Сафоновым из Палеха, паникадило и церковная утварь были привезены из Москвы от купца Агапова.
Справа от храма находилась часовня (сохранилась до наших дней), а слева – звонница с пятью колоколами (восстановлена). В их отделке повторялись килевидные элементы главного здания.
В советские времена, в 1929 году, храм был закрыт.
Были утрачены внутреннее убранство, зеркальный крест, звонница.
19 апреля 1997 года храм был открыт и состоялось его освящение.
27 апреля 2002 года произошло освящение звонницы, построенной по проекту епархиального архитектора А. Н. Трофимова.
7 июня 2010 года на купол храма был поднят хрустальный крест.