Покровская церковь была построена в 1912 — 1913 годах. Решение о постройке было вызвано заботой правления института о студентах и преподавателях в связи с отдаленностью заведения от центра города и расположенных там храмов. После разрешения вышестоящих инстанций — министерства промышленности и Санкт-Петербургской епархии — был объявлен конкурс на архитектурное решение будущего храма, и выиграл его гражданский инженер И. В. Падлевский, преподававший в Политехническом институте курс рисования. Храм был заложен 6 июня 1912 года в честь праздника Покрова Пресвятой Богородицы и в память о дне открытия института, а к концу следующего года был возведен — пристроен к юго-западному крылу первого студенческого общежития. 15 декабря 1913 года при стечении многих высокопоставленных особ храм был освящен Преосвященным Вениамином, епископом Гдовским (впоследствии Митрополит Петроградский, ныне причислен к лику святых).
Построенный в древнерусском стиле храм имел необходимые для церковного обихода принадлежности. По свидетельству очевидцев, там был великолепный иконостас, чудное паникадило, подсвечники и сосуды. Однокупольная церковь, увенчанная луковичной главой на высоком барабане, довольно точно воспроизводила черты старинных северных храмов. Необычно выглядели миниатюрная звонница («колокольница») и полукруглая апсида, прорезанная цепью небольших окон.
После революции 1917 года храм как действующий просуществовал недолго — в 1918 году, в соответствии с директивой Комиссариата народного просвещения, требовавшей ликвидации церквей при учебных заведениях, он был закрыт. За многие годы послереволюционного бытия он лишился своего богатого убранства, купола и главки звонницы. Его использовали в качестве клуба и склада: Непосредственно перед вторым рождением храма его помещения занимала военная кафедра института. О том, что когда-то здание являлось храмом, напоминала лишь алтарная апсида.
В 1992 году начались восстановительные работы. 10 апреля 1994 года, храм был освящен правящим тогда архиереем, Митрополитом Санкт-Петербургским и Ладожским Иоанном, и с этого дня здесь началась церковная жизнь. Храм приобрел новый облик. Восстановлены и покрыты позолотой купола, установлены кресты. На фасаде появились мозаики «Покрова Пресвятой Богородицы» и «Нерукотворный Образ Господа нашего Иисуса Христа»; над входом — керамический крест с барельефом лика Господа и святых и барельеф Покрова.
Внутри храма возведен трехъярусный иконостас с живописными иконами. Стены и своды покрываются фресками на евангельские темы, которые являются действительным вкладом в сокровищницу церковной культуры Санкт-Петербурга. Храм и дворец науки ныне соседствуют, поддерживая теплые, дружеские отношения.
