На рубеже XIX и XX веков на восточной окраине Ходынского поля были построены Николаевские казармы для размещения I Гренадерской артиллерийской бригады графа Брюса и Донского казачьего полка генералиссимуса князя Суворова. Позднее здесь появилась церковь, строительство которой активно поддержал статский советник И.А. Колесников. Он задумывал её не просто как полковую церковь, а как «храм-памятник русской скорби», посвящённый государственным деятелям, погибшим в революции 1905 года, и в первую очередь, московскому генерал-губернатору великому князю Сергею Александровичу, убитому в Кремле. Дата закладки церкви, 29 апреля 1907 года, совпала с 50-летием со дня рождения великого князя. Церемония началась с панихиды в Чудовом монастыре, после чего крестный ход во главе с митрополитом Крутицким и Коломенским Владимиром отправился на Ходынское поле для торжественной закладки храма. 5 апреля 1909 года церковь была освящена.

Архитектором храма выступил Владимир Адамович, который уже зарекомендовал себя как помощник Фёдора Шехтеля и автор особняка Мельникова в Волковом переулке. Позже он станет известен как создатель особняка Н.А. Второва на Спасопесковской площадке, виллы «Чёрный лебедь» в Петровском парке и храма святых Константина и Михаила в Вильнюсе. На Ходынском поле Адамович работал в «византийском» стиле, вдохновляясь балканскими церквями. Прототипом послужила церковь Двенадцати Апостолов в Салониках XIV века, с которой совпадает количество окон в куполе, 12. Храм пятиглавый, с четырьмя маленькими главками по углам и «полосатой» кладкой на фасаде, характерной для «византийского» стиля. Над западным входом установлена звонница.

Посвящение Ватопедской иконе Божией Матери выбрано не случайно, так как в русской традиции её называют «Отрада и утешение»: храм должен был стать местом скорби и утешения для родственников погибших. В интерьере храма были мраморные доски с именами 1850 должностных лиц, убитых по политическим мотивам в 1904 и 1907 годах в 73 губерниях России. Особой ценностью был двухъярусный иконостас с золотой отделкой и Плащаница, вышитая монахинями Ново-Алексеевского монастыря по рисунку Виктора Васнецова.

После революции казармы стали Октябрьскими, церковь закрыли, а её здание использовалось как общежитие, склад и строительный цех завода «Знамя труда». Все главы и звонница были снесены, а в конце 1980-х годов здание едва не уничтожили. К счастью, в 1991 году церковь передали общине верующих, и началась её реставрация, в результате которой храму Ватопедской иконы Божией Матери вернули исторический облик.