Первоначально на этом месте находилось кладбище Чулковской слободы, существовавшее с XVIII века.В 1779 году, согласно регулярному плану застройки Тулы, территория кладбища была отведена под жилую застройку, однако западная часть кладбища была сохранена для строительства храма.
В 1857 году началось строительство каменного храма во имя Донской иконы Божией Матери по проекту архитектора Тульского оружейного завода Михаила Андреевича Михайлова. Проект был утверждён императором Александром II 1 марта 1857 года. Строительство финансировалось за счёт пожертвований тульских оружейников, включая средства, полученные ими в награду от императора. Особенно значительный вклад внёс оружейник Максим Лялин, пожертвовавший 10 тысяч рублей.
К 1864 году строительство храма было завершено. В нём было три престола: главный — в честь Донской иконы Божией Матери, правый — во имя Святой Троицы, освящённый 22 ноября 1864 года, и левый — во имя преподобного Максима Исповедника, освящённый 17 января 1865 года. Архитектурно храм был выполнен в русско-византийском стиле, характерном для того периода.
В 1892 году при храме началось строительство каменной двухъярусной колокольни, завершившееся в 1899 году. В 1894 году при церкви была открыта церковно-приходская школа.
В 1930 году, в период антирелигиозной политики советской власти, храм был закрыт и впоследствии снесён. На месте разобранного храма была построена Городская больница № 4, для строительства которой, по свидетельству старожилов, использовался кирпич от разобранной церкви.
В начале 1990-х годов, в период возрождения религиозной жизни в России, было принято решение о восстановлении храма на его историческом месте. Археологические исследования подтвердили местоположение фундамента прежней церкви. Строительство нового храма осуществлялось на добровольные пожертвования 97 трудовых коллективов и 49 частных лиц по инициативе главы администрации Пролетарского района Владимира Могильникова. Новый храм был освящён 6 мая 1995 года, приурочив это событие ко Дню Победы.
Современный храм представляет собой однокупольное здание, украшенное скульптурными рельефами-клеймами с изображениями православных святых и Донской иконы Божией Матери. Высота храма вместе с крестом составляет более 16 метров, внутренняя площадь — 77 м².
