Храм в честь страстотерпца царевича Алексия в городе Бологое Тверской области был заложен как памятное сооружение в связи с рождением наследника российского престола цесаревича Алексея Николаевича. В январе 1900 года потомственный почетный гражданин Агапит Филиппович Гусев пожертвовал Короцкому женскому монастырю участок земли близ станции Бологое Николаевской железной дороги для строительства часовни. Часовня была сооружена и освящена 21 сентября 1904 года в честь святителя Алексия, митрополита Московского, и святителя Тихона Задонского.
В 1909 году княгиня Екатерина Павловна Ширинская-Шихматова пожертвовала соседний участок земли с условием строительства храма. Строительство каменного трехэтажного храма началось в 1913 году, в год 300-летия дома Романовых, но не было завершено из-за революционных событий. Здание осталось в виде кирпичной коробки с фигурной крышей.
В 1924 году в недостроенном храме начались богослужения, которые проводил священник Анатолий Заболоцкий. В 1932 году храм был закрыт, а в его здании разместилась пекарня. В советский период сооружение использовалось различными организациями, в том числе спортивно-техническим клубом ДОСААФ.
26 апреля 2012 года храм был освящен в честь страстотерпца царевича Алексия. В настоящее время ведутся работы по передаче здания церковной общине. При храме действует часовня, восстановленная в 1990-1993 годах. Рядом с храмом разбит Парк сердца, где установлены памятные композиции, связанные с историей царской семьи.