Каменный особняк с шестиколонным портиком был возведён в бывшей Вороньей слободе ещё в XVIII веке и, претерпев изменения, сохранился до наших дней. С середины XIX века владение в Золоторожском переулке, который с 1913 года стал называться Гжельским, принадлежало купцу первой гильдии и старообрядцу Сергею Васильевичу Балашову. Он был женат на Пелагее Сидоровне, старшей сестре известного «фарфорового короля» М. С. Кузнецова, и являлся одним из опекунов Матвея Сидоровича в его несовершеннолетние годы. Вместе с братом Григорием он основал «Товарищество мануфактур Сергея и Григория Балашовых».

Предположительно, ещё в середине 1860-х годов в доме была устроена тайная моленная Сергие-Ваханской старообрядческой общины Белокриницкого согласия.

После смерти Сергея Васильевича в 1889 году владение перешло его сыну Максиму Сергеевичу, потомственному почётному гражданину и владельцу Товарищества мануфактур «С. и Г. Васильевича Балашова Сыновья», включавшего фабрики в Куровской и Москве. Он был одним из учредителей Московской старообрядческой общины Рогожского кладбища.

После выхода в 1905 году Указа императора Николая II о веротерпимости, легализовавшего старообрядческие согласия, в доме Балашовых была устроена церковь во имя св. Сергия и Вакха. Планировалась перестройка здания для придания ему церковного облика, но проект не был реализован. Внешне храм выглядел как обычное здание, но с крестом на фасаде.

Это была одна из первых московских старообрядческих церквей, закрытых после революции. В 1922 году храм подвергся проверке со стороны административного отдела Моссовета. После ухода комиссии причт кадил храм, чтобы изгнать «большевистский дух». Вскоре церковь закрыли.

В соседнем владении с Балашовыми, между Вороньей улицей (ныне улица Сергия Радонежского) и Золоторожским (Гжельским) переулком, в 1882 году открылась первая в Москве фармацевтическая фабрика, принадлежавшая Р. Р. Келеру. К 1917 году она стала крупнейшим в России производителем медикаментов. В 1918 году фабрику национализировали, и на её базе создали «Фармзавод № 12», которому в 1922 году присвоили имя первого наркома здравоохранения РСФСР Н. А. Семашко. Впоследствии это предприятие стало Московским производственным химико-фармацевтическим объединением «Мосхимфармпрепараты», а в постсоветское время было акционировано и продолжает действовать. Дом Балашовых передали заводу для размещения заводской столовой.

Несколько лет назад середина Гжельского переулка была перекрыта воротами, и теперь особняк Балашовых можно увидеть только через ограду, так как свободного доступа к нему нет.

Здание имеет статус выявленного объекта культурного наследия.