Строительство храма осуществлялось в период с 1899 по 1904 год на средства жителей Марьиной Рощи. Земельный участок для возведения церкви был безвозмездно предоставлен графом Александром Дмитриевичем Шереметевым. 20 июня 1904 года митрополит Московский и Коломенский Владимир (Богоявленский) совершил освящение храма.
Архитектурный облик церкви воспроизводит стилистику русских храмов XVII века. Здание представляет собой четырёхугольную конструкцию с тремя полукружиями в алтарной части. Храм пятиглавый: центральная глава окружена четырьмя малыми главами. Трёхъярусная шатровая колокольня, надстроенная в 1912 году по проекту архитектора Юрия Фёдоровича Дидерихса, гармонично дополняет композицию.
В советский период храм не прекращал своей деятельности. Однако в 1930-е годы был запрещён колокольный звон, и большой колокол был снят. Несмотря на это, богослужения продолжались.
В настоящее время храм имеет три престола: главный — в честь иконы Божией Матери «Нечаянная Радость», а также приделы святителя Николая Чудотворца и святителя Иоанна Новгородского. Среди святынь храма особо почитается чудотворная икона Божией Матери «Нечаянная Радость» XIX века и икона с частицей мощей мученика Трифона.
При храме функционируют воскресная школа для детей и взрослых, приходская библиотека и редакция газеты «Православная Москва». Эти учреждения способствуют духовному просвещению и укреплению православных традиций среди прихожан.
