По преданию, на месте церкви на пригорке стояла деревянная палатка самого митрополита Алексия, из которой он наблюдал за строительством соседнего Спасо-Андроникова монастыря. Однако деревянная церковь во имя самого митрополита Алексия впервые упомянута лишь в 1625 году. В 1700–1701 году возведён каменный храм с Никольским приделом, но и он оказался недолговечным. Наконец, в 1748–1751 году построено новое здание, сохранившееся до наших дней.

Архитектором Алексеевской церкви был Дмитрий Ухтомский – известный зодчий елизаветинской эпохи, прославившийся такими выдающимися шедеврами, как колокольня Троице-Сергиевой Лавры и Красные ворота (последние, к сожалению, были уничтожены в ХХ веке). Кубический храм, увенчанный двухъярусной главой, прорезан двумя ярусами вытянутых окон, украшенных пышными барочными наличниками с сандриками и овальными медальонами. С запада к храму примыкает трапезная и трёхъярусная колокольня. При церкви существовала небольшая богадельня на десять прихожанок, которые помимо жилья получали дополнительно из приходских средств ещё 7-8 рублей ежемесячно.

Главный престол храма был освящён во имя Фёдоровской иконы Божией Матери – образа, особо почитавшегося династией Романовых (им был благословлён на царство Михаил Фёдорович). Это единственная сохранившаяся в столице церковь, освященная во имя данного образа. Посвящение во имя митрополита Алексия осталось за приделом в трапезной, но сам храм по-прежнему именовался Алексиевским. Ещё один придел, как и прежде, был наименован в честь святого Николая Чудотворца.

Именно в Алексеевском приходе находилась усадьба купцов Алексеевых, к которой принадлежал и знаменитый театральный режиссёр К.С. Станиславский. Рядом располагалась их золотоканительная фабрика, переделанная в начале ХХ века в кабельный завод – его здания, ставшие теперь офисным центром, сохраняются на улице Станиславского. Алексеевы принимали участие в жизни Алексеевской церкви, дали средства на её обновление в 1898 году. А в своей усадьбе на Большой Алексеевской улице они создали Дом призрения купеческих вдов и сирот.

В 1930–1931 году Алексеевский храм был закрыт и предназначен к сносу, но всё же устоял. Однако здание сильно пострадало: интерьеры, включая барочный иконостас елизаветинского времени, уничтожены, главы церкви и колокольни срублены, фасады со временем сильно осыпались и имели неухоженный вид, новые пристройки исказили облик храма. Внутри размещался завод по изготовлению специальных сплавов, позднее – ремонтно-строительное управление. Лишь в 2000-х годах церковь была передана общине верующих, после началась долгая и сложная реставрация. Сегодня храм получил свои завершения и приобрёл более благородный вид, но работы ещё не завершены.