Деревянный шатровый храм был построен в 1916 году в неорусском стиле по проекту архитектора Фёдора Шехтеля изначально как церковь Николая Чудотворца 675-й Тульской пешей дружины в Петровско-Разумовском у Соломенной сторожки. Соломенной сторожкой называли территорию Петровской лесной академии, так как на ее границе стоял небольшой домик из глины и соломы, где жил сторож.
Внутренняя отделка и роспись храма выполнялись по эскизам архитектора в стиле убранства Ферапонтова монастыря. Для иконостаса были собраны подлинные иконы XVI — XVII веков. Наиболее ценные из них украсили царские врата, которые были точной копией царских врат Феодоровского собора в Царском Селе. Роспись храма была поручена детям архитектора – профессиональным живописцам Льву Федоровичу и Вере Федоровне Шехтель. Храм был освящен 20 июля 1916 года епископом Димитрием Можайским. На торжественной церемонии присутствовали Великая княгиня Елизавета Федоровна, генерал-губернатор Москвы, командующий войсками Московского военного округа, командиры ополченских бригад, офицеры 675-й Тульской дружины и местные жители. Московские газеты в 1916 году писали: «Представляя собой археологическую ценность как собрание редчайших икон, этот храм является в то же время первой в России церковью-памятником переживаемых событий». Речь шла о событиях Первой мировой войны.
После Октябрьской революции храм стал приходским. 6 апреля 1922 года из храма было изъято 7 фунтов серебра. В 1920-х годах церковь значилась памятником архитектуры и присутствовала в охранных списках как собрание древних икон. Однако, техническое состояние церкви постепенно ухудшалось. В 1935 г. храм был закрыт, шатер и колокольня сломаны. Затем здание церкви было превращено в общежитие. К 1960 году здание храма было снесено. Идея о восстановлении храма возникла уже после распада СССР. В ноябре 1996 года Правительством Москвы было принято распоряжение о выделении участка и воссоздании памятника русского деревянного зодчества. Новый храм был построен по чертежам Шехтеля архитекторами А. В. Бормотовым и В. И. Якубени, недалеко от места, на котором стоял прежний. Освящен был 20 апреля 1997 года.
