Entre les rues de la Petite Lubyanka et du passage Milioutinski se trouve une église, qui depuis son ouverture jusqu'à aujourd'hui reste en activité et est la plus ancienne des églises catholiques conservées à Moscou.

Au XVIIIe siècle, le terrain sur lequel se dresse l'église appartenait successivement à Toïeva, à sa sœur la princesse Nesvitskaïa, au lieutenant-colonel Lobkov, à la procureure Bakhmetyeva et partiellement aux Protassiev. La communauté française a loué ce terrain et en 1791 a construit ici une église en bois en l'honneur de Saint Louis, le roi français Louis IX, qui a vécu au XIIIe siècle et est mort lors d'une croisade, ce qui a probablement fait de lui le patron des Français de Moscou.

En 1806, l'église a acheté le terrain, et en 1833 et 1836, elle a érigé une nouvelle église en pierre selon le projet de l'architecte Alexandre Zhilyardi. Le bâtiment en forme de basilique avec une abside semi-circulaire est décoré d'un portique toscan à six colonnes et de petites clochers. La construction a été financée par des dons des paroissiens et un prêt de 50 000 roubles accordé par le gouvernement russe à des conditions avantageuses. L'église a été consacrée le 17 juin 1849, comme en témoigne une plaque en marbre dans l'autel.

L'un des premiers curés était l'abbé Adrien Surrug, qui avait une influence considérable sur l'aristocratie moscovite, dont beaucoup ont adopté le catholicisme dans cette église. En 1812, lorsque Napoléon a pris Moscou, Surrug a refusé de le rencontrer et a sauvé l'église du pillage en sortant vers les pilleurs avec un crucifix à la main.

Dans les premières années du pouvoir soviétique, le curé était le Français Jean-Marie Vidal, qui a été contraint de quitter le pays après plusieurs mois en prison. Les services ont continué grâce aux prêtres de l'église voisine de Saint-Pierre et Saint-Paul.

En 1925, le jésuite Michel d'Erbiny est arrivé à Moscou avec une mission secrète du Vatican pour procéder à l'ordination épiscopale afin de rétablir la hiérarchie catholique dans le pays. Le premier évêque fut Pie Eugène Neveu, arrivé du sud de la Russie.

Depuis 1938, l'église Saint-Louis est restée la seule église catholique en activité à Moscou, et son curé, l'Américain père Léopold Brown, était le seul prêtre catholique.

Aujourd'hui, les services sont célébrés dans de nombreuses langues, y compris le russe. Les paroissiens sont des Polonais, des Lituaniens et des employés d'ambassades de Moscou. Une école du dimanche est également en activité.

En 2017 et 2018, des travaux de réparation et de restauration ont été réalisés, au cours desquels les croix et les pommes sous les croix, la maçonnerie en pierre blanche et en brique, les éléments de plâtre décoratif ont été rénovés et une couche de plâtre a été recréée sur les façades. Le toit, les gouttières et les appuis de fenêtre ont également été réparés, et les intérieurs ont été restaurés.

En 2018, l'église Saint-Louis a été lauréate du concours "Restauration de Moscou" dans les catégories pour la meilleure organisation des travaux de réparation et de restauration, le meilleur projet de restauration et d'adaptation, ainsi que pour la haute qualité des travaux.