Строительство храма было осуществлено в 1799 году по проекту архитектора Винченцо Бренны. Храм занимает отдельный полутораэтажный корпус, примыкающий к Кавалерскому залу Павловского дворца.
Архитектурное решение храма соответствует стилю классицизма, характерному для конца XVIII века. Здание органично вписано в ансамбль дворца, дополняя его композицию. Внутреннее убранство храма отличалось богатым декором и художественными произведениями, включая образы в иконостасе, выполненные художником Дж. Кадесом.
В 1918 году, после революционных событий, храм был закрыт, и его помещения использовались для различных нужд. Во время Великой Отечественной войны здание храма, как и многие другие сооружения Павловска, подверглось значительным разрушениям. Восстановительные работы начались в 1945 году и продолжались до 1950 года, в ходе которых были восстановлены основные конструкции здания. В 1976–1977 годах были проведены работы по восстановлению интерьеров храма.
С 1990 года в храме возобновились богослужения. В 2000 году была восстановлена колокольня храма, что завершило комплекс восстановительных мероприятий.
