Первая часовня на территории военного госпиталя была построена в 1825 году, вскоре после переноса госпиталя за пределы Омской крепости в Бутырский форштадт на правом берегу Оми. Это было деревянное здание с восьмигранным основанием и небольшим куполом, приписанное к ныне разрушенному Воскресенскому собору. В 1854 году часовня была преобразована в самостоятельную церковь.

Однако уже в 1857 году деревянное строение разобрали из-за его ветхости. Эта часовня вошла в историю Омска тем, что в ней молился Ф.М. Достоевский.

С 1899 года различные архитекторы предлагали проекты новой церкви, но они не устраивали ни местное управление, ни церковнослужителей. Архитектор А.И. фон Гоген первоначально предложил проект деревянной церкви, но священник отец Алексей Серебренников настаивал на каменном здании. Окончательный проект был принят в январе 1903 года. А.И. фон Гоген, вдохновленный русскими архитектурными традициями 17 века, создал проект в этом стиле. Церковь имела вытянутую форму с двумя приделами и одной апсидой в алтарной части. Приделы украшали многослойные фризы, пояски и арочки, окна с килевидным декором и разорванным фронтоном. Фасады были оформлены в традициях русского зодчества: рустованные углы, балясины и лопатки, полуколонки, «сухарики» и ниши в цоколе. Колокольня имела восьмигранную форму с резными арками и шатром. Внутри помещение было разделено тамбурами, а стены окрашены масляными красками. Сметная стоимость храма составляла 33 тысячи рублей, и строительство велось на пожертвования горожан. Подрядчики менялись несколько раз, но в декабре 1906 года здание было освящено. Через год у моста через Омь построили часовню Серафима Саровского и Святителя Алексия, приписанную к церкви.

В 1921 году церковь закрыли и использовали как склад военного госпиталя. Купола и колокольня были разобраны. Восстановление началось в мае 1989 года, когда здание признали архитектурным памятником и внесли в реестр охраняемых объектов. Вскоре церковь вернули РПЦ. Сегодня здание полностью восстановлено и в нем регулярно проходят службы. Однако попасть в церковь можно только через пропускной пост, так как госпиталь военный. Часовые позволяют вход при предъявлении удостоверения личности и сопровождают посетителей на территории госпиталя.