В декабре 1894 года в Москве была основана Иверская община сестёр милосердия Российского общества Красного Креста. Инициатором создания общины выступила председательница Московского дамского комитета Российского общества Красного Креста Агафоклия Александровна Костанда. Община получила название в честь почитаемой в Москве Иверской иконы Божией Матери. Почётными попечителями общины стали Великий князь Сергей Александрович и Великая княгиня Елизавета Фёдоровна, которые активно поддерживали её деятельность.
Для размещения общины был выбран участок на улице Большая Полянка. 15 октября 1896 года на территории общины состоялась закладка храма в честь Иверской иконы Божией Матери. На месте закладки был установлен шатёр, в котором разместили привезённую из часовни на Красной площади чудотворную Иверскую икону.
Строительство храма велось по проекту архитектора Сергея Константиновича Родионова на средства благотворительницы Елизаветы Семёновны Ляминой. Непосредственное руководство строительством осуществлял её сын, инженер Семён Иванович Лямин. Храм был возведён в неорусском стиле, напоминающем владимиро-суздальское зодчество XII–XIII веков. Он стал композиционным центром ансамбля зданий общины и был соединён двумя переходами с лечебными корпусами.
19 апреля 1901 года митрополит Московский и Коломенский Владимир (Богоявленский) освятил храм. На церемонии присутствовала Великая княгиня Елизавета Фёдоровна, которая принимала активное участие в жизни общины и называла её «своей». Настоятелем храма был назначен священник Сергий Махаев.
В 1918 году, после революционных событий, Иверская община была ликвидирована. Однако усилиями настоятеля и оставшихся сестёр храм удалось сохранить, и он продолжил функционировать как приходской. В 1922 году Московский отдел здравоохранения потребовал закрытия всех церквей и часовен при больницах. 22 декабря 1922 года храм был закрыт и опечатан, а в июне 1923 года ликвидирован: ценности переданы в Мосфинотдел, иконы и богослужебные книги — в другие храмы, облачения и утварь — завхозу больницы для хозяйственных нужд. Помещение использовалось для различных целей, в конечном итоге став складом.
В последующие годы на территории бывшей общины разместилась школа медсестёр, а затем городская больница № 20 имени Тимирязева. Для её нужд были построены дополнительные корпуса, а колокольня храма разрушена. В середине 1980-х годов по инициативе администрации больницы была проведена наружная реставрация здания храма, и в 1987 году на купол вновь водрузили крест.
В 1992 году храм передали общине верующих, после чего началась его длительная реставрация. Богослужения возобновились в 1993 году. В настоящее время все здания бывшей общины и больницы имени Тимирязева занимает НИИ неотложной детской хирургии и травматологии.
Архитектурно храм представляет собой образец неорусского стиля с элементами владимиро-суздальского зодчества. Фасады украшены аркатурно-колончатыми поясами и килевидными завершениями порталов. Отдельно стоявшая звонница имела семь колоколов. Орнаменты росписи стен и сводов храма были заимствованы из новгородского Софийского собора. Одноярусный резной иконостас, выполненный в византийском стиле, включал шесть живописных икон. Клиросы и киоты изготовлены из белого мрамора, царские врата и боковые двери иконостаса — из золочёной бронзы.
В настоящее время внутри храма сохраняется стенная роспись с изображениями византийских и русских святых. Сохранились также хоры с решёткой и частично декоративное убранство. К 850-летию Москвы в закомаре над входом установили мозаичную икону Иверской Богоматери работы художника Дионисия Скударя.
