В 1779 году по указу императрицы Екатерины II началось строительство Мытищинского водопровода — первого в России централизованного водопровода для снабжения Москвы питьевой водой. Одним из ключевых источников водоснабжения был «Громовой ключ», расположенный в районе современного города Мытищи. В 1803 году над этим источником была построена деревянная часовня в честь иконы Божией Матери «Живоносный Источник». Название иконы связано с древним православным преданием о чудесном источнике, даровавшем исцеление многим верующим.
В 1865 году, благодаря усилиям инженера и начальника Мытищинского водопровода Николая Ивановича Арнольди, на месте деревянной часовни началось строительство каменного храма. Арнольди лично финансировал строительство и принимал активное участие в его организации. Храм был возведен в русско-византийском стиле, характерном для церковной архитектуры того времени. В 1867 году строительство было завершено, и храм был освящен в честь иконы Божией Матери «Живоносный Источник».
В период советской власти, в 1930-е годы, храм был закрыт, а его здание использовалось в различных хозяйственных целях, что привело к утрате многих архитектурных и художественных элементов. Однако в 1990-е годы, с началом возрождения духовной жизни в России, храм был возвращен Русской Православной Церкви. Начались реставрационные работы, направленные на восстановление первоначального облика храма и его внутреннего убранства.
В настоящее время храм иконы Божией Матери «Живоносный Источник» является действующим. При храме функционирует воскресная школа, проводятся регулярные богослужения и церковные обряды. Храм играет важную роль в духовной жизни города Мытищи, являясь центром притяжения для многих верующих и паломников.