La construction de l'église a été envisagée comme un symbole de la victoire de la Russie dans la guerre de 1812. L'initiateur de sa création fut le général Piotr Andreïevitch Kikin. L'empereur Alexandre Ier soutint la proposition et émit un décret pour la construction. Il était prévu de terminer l'église à l'anniversaire de la victoire sur Napoléon. Le projet initial a été élaboré par l'artiste et architecte Alexandre Lavrentiévitch Vitberg, et au milieu de l'automne 1817, les fondations furent posées sur les collines des Moineaux.

Selon le projet, l'église devait se composer de trois parties : l'Incarnation, la Transfiguration et la Résurrection. Dans la partie inférieure, il était prévu d'enterrer les restes des soldats. Cependant, le sol des collines des Moineaux ne supporta pas le poids du bâtiment, et le projet de Vitberg fut jugé infructueux. La construction fut confiée à un nouvel architecte, Konstantin Andreïevitch Ton.

L'église fut déplacée sur un terrain près du Kremlin de Moscou, où se trouvait auparavant le monastère féminin d'Alekseïevski. Selon la légende, l'une des religieuses avait prédit que la nouvelle église ne durerait pas un demi-siècle. Néanmoins, la pose de la première pierre eut lieu au début de l'automne 1839. Après 21 ans, la construction fut achevée, et plus tard, les fresques et l'aménagement de la berge furent terminés.

En 1880, l'église devint cathédrale, et le 26 mai 1883, lors de la fête de l'Ascension, elle fut consacrée. Ce même jour eut lieu le couronnement d'Alexandre III. En été, les chapelles furent consacrées : le 12 juillet, celle de Saint Nicolas, et le 8 juillet, celle d'Alexandre Nevski. Depuis lors, les services religieux se tinrent quotidiennement.

Depuis 1918, l'église perdit le soutien de l'État, et au début de l'hiver 1931, sur ordre de Staline, elle fut détruite. Les ruines de l'église confirmèrent la prédiction de la religieuse, car elle n'a effectivement duré moins de 50 ans. À sa place, il était prévu de construire le Palais des Congrès, mais en raison de la Grande Guerre patriotique, le projet ne fut pas réalisé. Pendant la guerre, la région se transforma en un trou utilisé pour la construction d'une piscine.

À la fin des années 1980, un mouvement public pour la restauration de l'église émergea. En été 1992, le Fonds de renaissance des monuments de Moscou fut créé, et l'Église du Christ Sauveur devint l'un des premiers objets de reconstruction. Le premier service religieux dans l'église restaurée eut lieu à Noël 2000, et la consécration se déroula en août de la même année.