Этот древний храм является одним из наиболее выразительных образцов архитектуры XVII столетия. Первое упоминание о церкви Всех Святых относится к 1365 году. В летописи говорится об опустошительном московском пожаре, который начался от храма, однако точное местоположение церкви не указано. В 1488 году, как свидетельствует летопись, деревянная церковь горела вместе с прилегающей застройкой. Происхождение названия храма имеет несколько вариантов. По одной из версий название церковь получила из-за того, что ее построили на окраине. «Кулишки» в те времена означало «на краю земли», а район Китай-города находился на границе старой Москвы. По другой версии, церковь строилась на лугу при впадении Яузы в Москву-реку. Эти земли москвичи в старину называли кулишками, или кулижками (кулигами). Третья же версия гласит, что храм был заложен в честь воинов, павших на Куликовом поле в 1380 году. Считается, что некоторые были погребены у стен церкви.

Считается, что первый каменный храм на этом месте появился в начале XVI века. Он встречается на нескольких планах Москвы 1600-х годов. В период Смуты, в 1612 году, именно от стен церкви Всех Святых выдвигались на поляков отряды Минина и Пожарского. Самые значительные изменения в ее облике произошли в 1687–1689 годах, когда после очередного пожара были переложены своды и главка четверика. Во время Отечественной войны 1812 года храм горел, особенно пострадала крыша. В 1931 году церковь закрыли. В разное время в здании располагались киномастерская, строительно-монтажное управление и филиал Москонцерта. В 1991 году храм был возвращен Русской православной церкви, внутреннее убранство было частично восстановлено. С 1999 года храм принадлежит подворью Александрийского патриархата, в нем регулярно проводятся службы.

За многовековую историю своего существования храм ушёл в землю на 3,5 м, а колокольня слегка наклонилась, из-за чего её называют «пизанской башней» Москвы. Сейчас это двухъярусное здание выдержано в стиле московского барокко. К нему примыкает трехъярусная восьмиугольная колокольня, которую также венчает главка с крестом. Фасад украшает белокаменная резьба в виде многочисленных декоративных элементов: пилястр (вертикальный выступ стены, условно изображающий колонну), кокошников, ложных окон, межэтажных поясов, сандриков (декоративный архитектурный элемент, небольшой карниз).

В 2023 году находится в процессе реставрации.