Часовня в честь иконы Божией Матери «Всех скорбящих Радость» была заложена 2 мая 1902 года близ железнодорожной станции «Сергиевская Пустынь». Строительство велось на земле, пожертвованной Православному благотворительному Обществу ревнителей веры и милосердия Ольгой Фёдоровной Андреевой, на средства её супруга, потомственного почётного гражданина Николая Александровича Андреева. Проект выполнен архитектором Митрофаном Михайловичем Долгополовым в неорусском стиле XVII века. Освящение состоялось 29 апреля 1905 года в память о чудесном спасении цесаревича Николая Александровича при покушении в японском городе Отсу 29 апреля 1891 года.
Здание представляло собой кирпичную оштукатуренную постройку с наружной деревянной галереей. На фасадах размещались восемь икон в нишах-киотах: Пресвятой Богородицы «Всех скорбящих Радость», святителя Николая Чудотворца, мученицы царицы Александры, святителя Иоанна Златоуста, святых равноапостольных царицы Елены и княгини Ольги, преподобного Пикона и святого Иоанна Предтечи. Часовня функционировала как место для подачи записок о поминовении в близлежащей Троице-Сергиевой Пустыни.
В 1918 году часовня была закрыта советской властью. В разные периоды в здании размещались магазин-булочная, диспетчерская, народная дружина и сапожная мастерская. В 1942 году, во время немецкой оккупации, богослужения временно возобновлялись на три месяца. Капитальный ремонт проведён в 1962 году.
В 1992 году полуразрушенное здание передано приходу преподобномученика Андрея Критского. По благословению митрополита Санкт-Петербургского и Ладожского Иоанна (Снычёва) проведена реконструкция с преобразованием часовни в храм. Особенностью стало неканоническое расположение алтаря, ориентированного на юг вместо востока. Регулярные богослужения начались с января 1994 года. Реставрационные работы завершены в 1999 году, включая создание нового иконостаса в технике энкаустики. Здание признано памятником архитектуры регионального значения.
