Первый памятник в Симферополе был установлен в честь князя Василия Михайловича Долгорукого, чья армия овладела Крымом в 1771 году. В 1783 году Крым окончательно вошел в состав России. Решено было строить главный город будущей Таврической области рядом с татарским поселением Ак-Мечеть, где располагались русские войска. В Ак-Мечети не было православных храмов, поэтому в 1785 году командир полка Б.А. Тищев приобрел небольшой татарский дом, хозяин которого уехал в Турцию, и устроил в нем полковую церковь во имя равноапостольных царей Константина и Елены. Церковь находилась на границе средневекового поселения Ак-Мечеть и нового города Симферополя.

После ухода русских войск церковь некоторое время пустовала. В 1786 году правитель Таврической области В. В. Каховский приказал установить в церкви иконостас и возобновить богослужения. Однако с ростом города и увеличением числа христиан маленький храм уже не мог вместить всех прихожан.

Императрица Екатерина II посетила Симферополь 26 мая 1787 года и молилась в Константино-Еленинской церкви. Пораженная ее скромностью, она выразила желание видеть в городе «приличный храм соборный» и пообещала подарить церковную утварь. Однако почти двадцать лет православные жители Симферополя продолжали посещать старую церковь, обращаясь к архиепископу Афанасию с просьбой разрешить строительство нового храма. Лишь в 1806 году появилась новая церковь во имя святых апостолов Петра и Павла.

Известный ученый-краевед А.И. Маркевич оставил воспоминания о священнике Никите Петровском, который участвовал в штурме Измаила в 1790 году, держа в руке крест. Удар турецкой сабли лишил его нескольких пальцев. Этот священник пользовался большим уважением среди прихожан, особенно военных.

После открытия Петропавловского собора церковь Константина и Елены стала частью усадьбы генерал-майора В.П. Попова. В частное владение Поповых входили также дом и служебные постройки. Первым владельцем усадьбы был Василий Степанович Попов, государственный деятель, правитель канцелярии князя Г. А. Потемкина. Его внук, генерал-майор Василий Павлович Попов, был губернским предводителем дворянства в 80-е годы XIX века и много сделал для города.

Последним владельцем усадьбы стал Юрий Васильевич Попов, при котором была проведена реконструкция всех зданий. Архитектурный облик церкви изменился: появилась новая двухъярусная колокольня, использованы элементы русского зодчества XVII века. Широкие арочные проемы украсили кокошники, шатровую крышу увенчала луковица, а окна и наличники получили новое оформление.

В 1914 году церковь снова стала полковой, ее посещали солдаты пехотного полка. На потолке храма сохранились гербы полков. С 1917 по 1921 год церковь была приписана к Петропавловскому собору, но затем обрела свой приход. В 1924 году власти решили ликвидировать храм, но отменили решение под давлением прихожан. В 1929 году церковь закрыли, разрушили верхний ярус колокольни. В здании разместился аэроклуб, а затем архив ЗАГСа.

В конце 90-х годов храм передали Церкви, и началась реставрация. Первое Богослужение после долгого перерыва состоялось 4 ноября 2001 года.