Первые упоминания о деревянной церкви во имя апостола Иакова на этом месте датируются 1620 годом. В то время Казённая слобода, где находился храм, была известна как место проживания дворцовых служителей, ответственных за хранение государственного имущества. В 1676 году, на средства московского гостя Даниила Пивоварова, была возведена каменная церковь, ставшая основой современного здания.
В середине XVIII века была построена существующая колокольня, которая сохранилась до наших дней. В 1806 году к храму были добавлены прямоугольные приделы, предположительно на месте более старых. В 1831 году архитектор Василий Алексеевич Балашов осуществил значительную перестройку здания в стиле ампир. В ходе этих работ были разобраны своды, заменены три небольшие апсиды на одну полуциркульную, почти во всю ширину здания, и установлен купол на широком световом барабане.
В 1844 году были перестроены приделы и обновлена трапезная, а в 1883 году, по проекту архитектора Михаила Алексеевича Фидлера, к церкви была пристроена паперть. Эти изменения придали храму его нынешний архитектурный облик, сочетающий элементы ампира и традиционного православного зодчества.
В 1932 году, в период антирелигиозной политики советского государства, храм был закрыт, а его здание использовалось под механическую мастерскую. В 1970 году обрушился купол, а в 1979 году была демонтирована ограда. Здание перешло в ведение Управления механизации Метростроя, и в его трапезной разместился гараж.
В 1991 году храм был возвращён Русской Православной Церкви, и в 1994 году в нём возобновились богослужения. Реставрационные работы, проведённые в 1994—1998 годах под руководством реставратора Н. В. Царина, восстановили исторический облик здания. В 1999 году Святейший Патриарх Алексий II совершил в храме Божественную литургию, ознаменовавшую возрождение духовной жизни прихода.
В настоящее время храм является действующим и относится к Богоявленскому благочинию Московской епархии Русской Православной Церкви. Главный престол освящён в честь Казанской иконы Божией Матери, боковые приделы — во имя святителя Николая Мирликийского и апостола Иакова Зеведеева. Среди святынь храма особо почитается ковчег с частицей мощей апостола Иакова, переданный из Рима в 2005 году через Отдел внешних церковных связей. Также в храме находятся иконы святой блаженной Матроны Московской и святого благоверного князя Даниила Московского с частицами их мощей.
