Le nom de cet endroit est probablement lié au mot « aulne » : ici coulait le ruisseau Olkhovets, et la rue Olkhovskaia est également restée. En 1687, un temple en bois était mentionné à cet endroit, et en 1714, un bâtiment en pierre a été construit grâce aux fonds de Pierre Ier et de la princesse Praskovya Ivanovna, fille d'Ivan V. La construction a été retardée en raison d'une interdiction des travaux en pierre dans toute la Russie, à l'exception de Saint-Pétersbourg. Par la suite, le bâtiment a été reconstruit.

C'est ici qu'A.S. Pouchkine a été baptisé en 1799.

Au cours du premier quart du XIXe siècle, les étages supérieurs du clocher ont été reconstruits. En 1837, la majeure partie de l'église a été complètement démolie, et la construction d'un nouveau bâtiment majestueux selon le projet de l'architecte E.D. Tyurin a commencé, achevée en 1845. L'énorme église s'élève encore aujourd'hui au-dessus de la place Elokhovskaia. Le clocher, orné de colonnes aux coins des étages, est l'un des plus hauts de Moscou.

En 1889, la salle à manger a été surélevée par l'architecte P.P. Zykov. Après la révolution et la fermeture des églises du Kremlin, de l'église du Christ Sauveur et de l'église de l'Épiphanie à Dorogomilovo, l'église d'Elokhovo a obtenu le statut de cathédrale, et à proximité s'est installée la chancellerie du métropolite Serge (Stragorodski). Des tentatives de fermer la cathédrale de l'Épiphanie ont été faites, mais aucune d'entre elles n'a réussi. Après la guerre, elle est officiellement devenue la cathédrale patriarcale et le siège des Patriarches de Moscou et de toute la Russie, ce qui a été maintenu jusqu'en 1991.

Tous les services centraux de l'Église orthodoxe russe et ses événements les plus importants à l'époque soviétique se sont déroulés ici. En 1943 et 1990, l'intronisation de nouveaux Patriarches de Moscou et de toute la Russie a eu lieu dans la cathédrale. Deux d'entre eux ont été enterrés ici même : le patriarche Serge en 1944 et le patriarche Alexis II en 2008. Leurs tombes se trouvent dans les chapelles nord et sud respectivement.

En 1991, le statut de cathédrale patriarcale a été transféré à la cathédrale de l'Assomption du Kremlin, après quoi la cathédrale de l'Épiphanie d'Elokhovo est devenue cathédrale.