Церковь располагается в левом ризалите здания на уровне второго и третьего этажей. Внешних признаков не имеет и не не имела.
Дом, где находилась эта церковь, можно найти в Москве и сегодня на пересечении Армянского и Малого Златоустинского переулков. Там сохранилось несколько зданий, бывших некогда дворянскими усадьбами. Самое знаменитое из них, имеющее ныне адрес: Армянский переулок, дом №11/2а, в котором в 1831 году была устроена Горихвостовская богадельня, было перестроено архитектором М.Ф. Казаковым из белокаменных палат XVI века для купившего его в 1790 году князя Гагарина. Позже дом принадлежал семье Тютчевых, давших России знаменитого поэта Фёдора Тютчева. Весной 1831 года этот дом был куплен известным московским благотворителем Дмитрием Горихвостовым, который и основал в нём дом призрения Комитета попечения о бедных вдовах и сиротах духовного звания, позже названного Горихвостовским.
В то нелёгкое время в Москве свирепствовала эпидемия холеры, уносящая тысячи жизней. Дмитрий Петрович был близок к московскому митрополиту Филарету, который и натолкнул его на мысль об устройстве дома призрения. Последовав совету митрополита, Горихвостов энергично взялся за дело, и уже через год в бывшей просторной усадьбе было устроено 180 мест для проживания девиц духовного звания и вдов престарелого возраста. Обитательницы созданного Горихвостовым «Дома призрения» помимо того, что находились на полном пансионе, ещё и получали из его средств по два рубля в месяц на личные расходы.
На втором этаже северного крыла нового благотворительного заведения, в так называемом «Итальянском зале», была устроена домовая церковь, которую в октябре 1832 года Московский митрополит Филарет освятил во имя великомученика Димитрия Солунского. В последующие годы, на протяжении всей своей жизни митрополит Филарет всячески поддерживал и осуществлял духовное окормление обитателей этого приюта. Очень быстро дом призрения, устроенный в бывших боярских палатах, снискал себе славу лучшей в Москве «Горихвостовской богадельни».
Домовая церковь была украшена росписью «Спас с предстоящими» на потолке апсиды, а по стенам её были размещены фрески с изображением евангельских сюжетов и ликов пророков. В 1979 году под побелкой была обнаружена сохранившаяся до наших дней фреска с изображением лика апостола евангелиста Матфея. Её бережно извлекли и отправили на реставрацию.
В двадцатых годах ХХ века приют был преобразован в Дом соцобеспечения имени Н.А. Некрасова. Пожары и время пощадили это здание. Сегодня в глубине парадного двора можно видеть главный дом, украшенный балконом на невысоких колоннах. Особняк выкрашен в серо-голубые цвета, а оконные проёмы, выполненные в классическом стиле, выглядят элегантно и в то же время строго. Сохранилась и лестница работы великого Матвея Казакова, имеющая оригинальное двухстороннее освещение.
В военные сороковые годы, после того как умерли последние обитатели приюта, и он, и помещение церкви были переоборудованы в коммунальные квартиры. В 1979 году жильцы коммуналок были выселены и в усадьбе начались реставрационные работы, после окончания которых, в 1990 году здание было передано на баланс Российского детского фонда. В наше время, очень редко, в помещении бывшей домовой церкви проводятся службы.
