Появление храма было связано с желанием россиян увековечить победу над противником в войне 1812 года. А с инициативой его создания выступил армейский генерал Петр Андреевич Кикин. Предложение было рассмотрено государем Александром I, и он издал манифест о строительстве. Храм намеревались построить к годовщине победы российской державы над войсками Наполеона. Разработкой первого проекта святыни занимался художник и архитектор Александр Лаврентьевич Витберг, и уже в середине осени 1817 года на возвышенном месте Воробьевых гор состоялась закладка фундамента.
В соответствии с архитекторским проектом церковное здание строили трехсоставным. Предполагалось, что каждая часть будет иметь собственное название: Воплощение, Преображение и Воскресение. В нижней церкви планировали проводить захоронения останков воинов, погибших в сражениях прошедшей войны. Однако почва на территории Воробьевых гор не выдержала тяжести огромного здания и стала оседать. Проект Витберга был признан неудачным, и возведение церкви доверили другому зодчему – Константину Андреевичу Тону.
Строительство перенесли на новое место — участок возле Московского Кремля, на котором ранее располагалась Алексеевская женская обитель. По легенде, одна из здешних монахинь предрекала, что новый храм на месте снесенной обители не простоит и полувека. Как бы там ни было, но закладка церкви в этом месте все равно состоялась. И произошло в начале осени 1839 года. Спустя 21 год, строительство храма подошло к концу. Немного позднее были закончены внутренняя роспись церковных помещений и обустройство прилегающей набережной.
В 1880 году храм стал кафедральным, а в через три года, 26 мая, в праздник Вознесения Господня его освятили. В этот же день прошла коронация императора России Александра III. Летом освятили церковные приделы. В приделе Николая Святителя церемония прошла 12 июля, а в приделе Александра Невского — 8 июля. После этого богослужения здесь проводились каждый день.
С 1918 года храм лишили финансовой помощи со стороны государства, а в начале зимы 1931 года по приказу Сталина его публично уничтожили. Руины, оставшиеся от грандиозного памятника русского искусства, стали подтверждением слов монахини, ведь храм действительно просуществовал не более 50 лет. Место разрушенной святыни должен был занять Дворец съездов, но в связи с Великой Отечественной войной проект его строительства так и остался нереализованным. За годы войны из-за взрывов эта местность превратилась в огромную яму, и ее использовали для сооружения бассейна.
В конце 80-х годов прошлого века в стране было создано общественное движение, активисты которого стали бороться за возрождение старинного храма. Летом 1992 года появился Фонд возрождения памятников Москвы, и в перечне архитектурных объектов, нуждающихся в восстановлении, в числе первых оказался Храм Христа Спасителя. Так началась его полная реконструкция. Первое богослужение во вновь отстроенном храме прошло на Рождество 2000 года, а освящение церкви — в августе этого же года.