Домовый храм в честь иконы Божией Матери «Неупиваемая Чаша» при заводе АТИ был учреждён в 1995 году по инициативе православных трезвенников Санкт-Петербурга. Помещение для храма выделил директор завода АТИ, член Совета клуба трезвенников. Первое богослужение мирским чином состоялось 13 марта 1997 года.
17 марта 1997 года храм посетил митрополит Санкт-Петербургский и Ладожский Владимир, который благословил освятить его во имя иконы Божией Матери «Неупиваемая Чаша». Это событие ознаменовало создание первого в постсоветский период центра православного трезвенничества в Санкт-Петербурге.
В 1998 году началось строительство придела в честь священномучеников Вениамина, митрополита Петроградского, и Серафима, митрополита Петроградского. Придел стал первым в России, посвящённым этим святым. Строительство завершилось за пять месяцев, и 14 марта 1999 года в нём состоялась первая служба.
В храме находится чтимая икона Христа Вседержителя с дарственной надписью священномученика Вениамина, сделанной за три дня до его ареста. Также в храме пребывают иконы, переданные внучкой священномученика Серафима, игуменией Серафимой (Чичаговой).
При храме действует Православный клуб «Бодрствование» во имя святого мученика Вонифатия, основанный в 1993 году. Клуб ведёт духовно-просветительскую работу и оказывает помощь людям, страдающим от алкогольной и наркотической зависимости.