Каменный тёплый храм в честь Тихвинской иконы Божией Матери был построен на Соборной площади Коломенского кремля в 1776 году на средства местного купца Ивана Тимофеевича Мещанинова при епископе Коломенском Феодосии III. По преданию, эта церковь была возведена на месте древней деревянной.
В 1861 году, по благословению митрополита Московского и Коломенского Филарета Дроздова, тщанием купца Филиппа Назаровича Тупицына, храм был разобран и на его месте возведён более просторный, с пятью главами вместо одной и тремя престолами, Тихвинской иконы Божией Матери, праведного Симеона Богоприимца и Анны Пророчицы и иконы Божией Матери «Утоли моя печали». После реконструкции храм был освящён святителем Филаретом.
Вскоре после революции из храма был изъят отопительный котёл, но богослужения продолжали совершаться даже зимой. В конце 20-х годов ХХ века церковь была закрыта, уничтожено всё её внутреннее убранство, снесены главы. В таком виде её и возвратили общине в Успенского собора в 1989 году. В 1990-х годах восстановили все пять глав, иконостасы левого и правого приделов, расписаны купол, паруса. В новых иконостасах появились иконы русских святых: преподобных Сергия Радонежского и Серафима Саровского, святого праведного Иоанна Кронштадского, святого благоверного князя Димитрия Донского и других. Западную стену храма украсила масштабная роспись «Страшный Суд». В её традиционную композицию в лике праведников включены недавно прославленные святые, блаженная старица Матрона, царственные страстотерпцы. Все живописные и иконописные работы выполнены коломенскими мастерами.
С западной стороны к Тихвинскому храму примыкает шатровая колокольня XVII века. В 20-е годы ХХ века все её звоны были уничтожены. Стараниями общины теперь здесь новые колокола. Самый большой из них весит более 2-х тонн и назван «Пименом» в честь покойного Патриарха Московского и Всея Руси. Он был отлит в Воронеже в 1990 году и стал первым крупным колоколом в городе.
В восстановлении былого великолепия Тихвинского храма большую роль сыграли коломенские художники: их трудами он полностью расписан и подготовлен к архиерейскому освящению. 9 июля 2009 года, в праздник Тихвинской иконы Божией Матери, митрополит Крутицкий и Коломенский Ювеналий освятил Тихвинский храм Великим архиерейским освящением.
