Детская больница во имя cвятой Ольги была построена в Орлово-Давыдовском переулке в 1886 г. Это было время расцвета врачебного дела в Москве. На Девичьем поле появился Клинический городок Московского университета, построенный под руководством К.М. Быковского.

Тот же К.М. Быковский руководил постройкой Ольгинской детской больницы. В составлении проекта больницы принимали участие медики. Советниками Быковского были К.А. Райхфус, педиатр, основатель детской больницы в Санкт-Петербурге, П.А. Вульфиус — невролог, главный врач детской больницы св. Владимира в Москве, стараниями которого она была построена, и Н.Е. Покровский.

Больница была основана на пожертвования графа С.В. Орлова-Давыдова и названа в честь св. княгини Ольги, которая была святой покровительницей матери графа — Ольги Ивановны Орловой-Давыдовой (урожденной Барятинской).

Краснокирпичные здания больницы сохранили на своих стенах интересные мозаики: лик св. Ольги и св. Пантелеймона.

Ольгинская больница занимала обширный участок земли с въездом с 1-й Мещанской улицы. За оградой больницы расстилался огромный луг, на котором паслись больничные коровы. При больнице было три отделения: терапевтическое, хирургическое и амбулаторное. Детей, пришедших на прием, было принято кормить завтраками. Больные дети, наблюдавшиеся амбулаторно, получали бесплатные лекарства. В кухне больницы пекли печенье для полдников, его ели вместе с молоком, которое давали коровы.

После революции здесь открыли 1-ю туберкулезную больницу для детей. Сохранился прекрасный сад, в котором можно было гулять. Деревья старались сажать разные, чтобы дети могли изучать ботанику.

В 1957 г. главный вход в больницу был застроен многоэтажным корпусом, выходившим на новый проспект Мира. В эти годы здесь располагалась клиническая база Центрального института усовершенствования врачей. Она просуществовала здесь до 1970 г.

До 2012 г. в зданиях больницы располагался дневной стационар, принадлежащий психоневрологическому диспансеру № 5. На территории больницы находились мастерские, творческие кружки и комнаты психологической поддержки для больных психическими заболеваниями.

В 2022 г. специалисты приступили к реставрации фасадов детской больницы святой Ольги. Им вернут первоначальный облик — расчистят неисторический слой краски и бережно воссоздадут вычинку кладки. Разрушившиеся кирпичи заменят новыми, соответствующими по фактуре и цвету оригинальным образцам. Особое внимание специалисты уделят мозаичным панно с изображениями святой Ольги и целителя Пантелеимона. Реставрацию планируют завершить в 2023 году.