Первое упоминание о деревянной церкви на этом месте датируется 1627–1628 годами.В 1739 году началось строительство каменного храма, завершившееся в 1760 году.Строительство финансировали купцы Яков Лисицын и Харитон Антонов Пастухов.Новый двухэтажный храм был выполнен с элементами декора в стиле барокко.Первый этаж был отапливаемым и имел придел во имя святой великомученицы Екатерины, а второй — холодным, с приделами пророка Илии, Казанской иконы Божией Матери и святых Бориса и Глеба.Крыша была покрыта листовым железом, окрашенным в медный цвет.В алтаре второго этажа пол был каменным, а на первом этаже — деревянным.К храму была пристроена деревянная колокольня с семью колоколами.Окна в храме были дубовыми, закрытыми железными решётками.Святой престол и жертвенник были сделаны из дубового дерева, верхняя доска престола из кипарисного дерева, а святой антиминс из белого атласа.В храме хранилось много древних икон, таких как храмовый образ Пророка Илии, Спасителя, святых Бориса и Глеба, Страшного суда Божьего, Пресвятой Богородицы Страстной, по преданию дарованный храму императрицей Елизаветой Петровной.Храм был довольно богат на убранство и церковную утварь.В нём имелись медные посеребрённые паникадила, предобразные лампады, хрустальные и серебряные лампады, подсвечники из красной и жёлтой меди.
С 1884 по 1917 годы в приходе храма работало церковно-приходское училище. В конце XIX века внешний фасад храма был изменён и приобрёл черты русского стиля. С 1924 по 1943 год храм был кафедральным собором Тулы. Во время Великой Отечественной войны в храме был столярный цех, в конце 1980-х там располагалась швейная мастерская, а в начале 1990-х годов — Центральное конструкторское бюро. 1 марта 2006 года храм возвращён верующим, а 2 августа там состоялась первая служба.
