Строительство храма было задумано как символ победы России в войне 1812 года. Инициатором его создания стал генерал Петр Андреевич Кикин. Император Александр I поддержал предложение и издал указ о строительстве. Планировалось завершить храм к годовщине победы над Наполеоном. Первоначальный проект разработал художник и архитектор Александр Лаврентьевич Витберг, и в середине осени 1817 года на Воробьевых горах был заложен фундамент.

Согласно проекту, храм должен был состоять из трех частей: Воплощение, Преображение и Воскресение. В нижней части планировалось захоронение останков воинов. Однако почва на Воробьевых горах не выдержала веса здания, и проект Витберга был признан неудачным. Строительство доверили новому архитектору, Константину Андреевичу Тону.

Храм перенесли на участок у Московского Кремля, где ранее находилась Алексеевская женская обитель. По легенде, одна из монахинь предсказала, что новый храм простоит менее полувека. Тем не менее, закладка состоялась в начале осени 1839 года. Через 21 год строительство завершилось, а позже были закончены росписи и благоустройство набережной.

В 1880 году храм стал кафедральным, а 26 мая 1883 года, в праздник Вознесения Господня, его освятили. В этот же день состоялась коронация Александра III. Летом освятили приделы: 12 июля, Николая Святителя, 8 июля, Александра Невского. С этого времени богослужения проводились ежедневно.

С 1918 года храм лишился государственной поддержки, а в начале зимы 1931 года по приказу Сталина его разрушили. Развалины храма подтвердили предсказание монахини, так как он действительно простоял менее 50 лет. На его месте планировалось построить Дворец съездов, но из-за Великой Отечественной войны проект не был реализован. В годы войны местность превратилась в яму, которую использовали для строительства бассейна.

В конце 1980-х годов возникло общественное движение за восстановление храма. Летом 1992 года был создан Фонд возрождения памятников Москвы, и Храм Христа Спасителя стал одним из первых объектов для реконструкции. Первое богослужение в восстановленном храме прошло на Рождество 2000 года, а освящение состоялось в августе того же года.