В 1900-1901 годах на углу 1-го Тверского-Ямского переулка и 5-й Тверской-Ямской улицы был возведен Петровско-Александровский пансион-приют для дворян Московской губернии. Здесь проживали дети из бедных дворянских семей, или так называемые «недостаточные дворяне». Инициатором создания пансиона стал князь А.В. Мещерский, возглавлявший московское дворянство в 1869 и 1875 годах.

Пансион был перенесен в район Тверской-Ямской слободы с Тверской улицы. Новые здания были построены на средства графа С.В. Орлова-Давыдова по проекту архитекторов А.Ф. Мейснера, М.К. Геппенера и военного инженера А.А. Семенова.

Комплекс приюта включал главный учебный корпус, жилой корпус для учащихся с галереями, дом для персонала и храм Николая Чудотворца. Храм был связан с московским подворьем Валаамского монастыря, расположенным неподалеку.

Граф Орлов-Давыдов, потомок фаворитов Екатерины II, был известным меценатом, поддерживавшим Бронницкое городское мужское училище и основавшим детскую больницу св. Ольги в Москве. Он пожертвовал 40 тысяч рублей на строительство жилых зданий и храма приюта.

Торжественное открытие приюта состоялось 20 января 1902 года. Здание было выполнено из красного кирпича с оштукатуренными вставками и украшено лепниной, сохранившейся до наших дней.

После революции 1917 года приют прекратил существование, а храм Николая Чудотворца был закрыт в 1918 году. Часть церковной утвари была перенесена в ризницу Георгиевского храма в Грузинах, а резной дубовый иконостас с 18 иконами в 1920 году перевезли в храм села Княжево Волоколамского уезда.

В советское время в здании приюта располагался Краснопресненский райсовет, а в годы Великой Отечественной войны здесь был госпиталь, позже преобразованный в НИИ нейрохирургии им. Н.Н. Бурденко.

В 1995 году при институте было создано сестричество Казанской иконы Божией Матери, а храм на территории приюта восстановлен и приписан к подворью Валаамского монастыря.

В 2001 году здание было отреставрировано и приобрело современный вид.