Церковь во имя Покрова Пресвятой Богородицы была заложена 16 мая 1901 года на земельном участке, отведенном церковно-приходской школе «Ясли». Освящение храма состоялось в декабре того же года. Строительство велось в традициях русского деревянного зодчества. В 1906 году к церкви были пристроены трапезная и колокольня, что расширило ее функциональное пространство.
В 1909 году храм уцелел во время масштабного пожара, уничтожившего значительную часть застройки Ново-Николаевска (современный Новосибирск). В 1915 году приход насчитывал более 2000 прихожан. В начале 1930-х годов церковь была закрыта советскими властями. В последующие десятилетия здание использовалось под светские нужды: здесь размещались театральная школа, Сибирский народный хор и другие учреждения.
В 1993 году храм был возвращен Новосибирской епархии Русской Православной Церкви. С 2002 по 2007 год проводилась комплексная реставрация здания, в ходе которой были восстановлены исторические архитектурные элементы. Богослужебная жизнь в храме возобновилась после длительного перерыва.
Архитектурный облик церкви характерен для сибирского храмового строительства рубежа XIX-XX веков. Здание представляет собой деревянный сруб на каменном фундаменте с шатровым завершением. Композиция включает основной объем, трапезную и колокольню, увенчанную луковичной главкой. Исторические интерьеры не сохранились в первоначальном виде.