В 1698 году, по обету патриарха Адриана, получившего исцеление от паралича, была построена деревянная церковь во имя Девяти мучеников Кизических. Патриарх связал своё выздоровление с чудесной помощью этих святых, мощи которых незадолго до этого были присланы ему с Востока. Строительство велось по указу царя Петра I патриаршими служителями. После смерти патриарха Адриана при храме были оставлены патриаршие певчие, которых затем Пётр I перевёз в Санкт-Петербург. С этого момента храм стал приходским.
Во время правления императрицы Анны Иоанновны деревянная церковь сгорела. В 1732—1735 годах на её месте было возведено каменное здание храма на средства купца Андрея Семёнова. В 1736 году был освящён придельный престол во имя Архангела Михаила, а в 1738 году — главный престол во имя Девяти мучеников Кизических. В том же году, благодаря пожертвованиям Варвары Челищевой и Варвары Нерской, была построена трапезная с приделом в честь великомученицы Варвары.
В 1844 году к храму была пристроена трёхъярусная колокольня, а в 1889 году, по проекту архитектора Николая Финисова, была перестроена паперть церкви. В XIX веке при храме действовала церковно-приходская школа, известная как «Девятинская». В 1903 году в ней обучалось 36 учащихся, а попечителем был Владимир фон Мекк.
В 1908—1909 годах священником храма служил Александр Заозерский, причисленный в 2000 году к лику святых как священномученик для общецерковного почитания.
В советский период, 5 апреля 1922 года, из храма было изъято 9 пудов 25 фунтов 48 золотников золотых и серебряных изделий под предлогом помощи голодающим. В 1929 году храм был закрыт и передан Городской женской тюрьме, располагавшейся по соседству. Позднее здание использовалось ОГПУ для приведения в исполнение приговоров к расстрелу, из-за чего в народе получило название «расстрельный храм». В 1970-х годах помещение занимало учреждение «Гипробытпром». В 1976—1979 годах была проведена реставрация храма, в ходе которой на купол был возвращён крест.
В 1992 году храм был передан Русской Православной Церкви. Во время реставрационных работ были обнаружены сохранившиеся росписи середины XIX века. Богослужения возобновились в апреле 1994 года. В 2004 году в храм из церкви Рождества Иоанна Предтечи на Пресне вернулась его храмовая икона — образ Девяти мучеников Кизических.
