Первоначально на этом месте находилось здание Первого Тамбовского духовного училища, основанного в 1818 году. Училище служило средним звеном религиозного образования между приходской школой и духовной семинарией. Воспитанниками становились преимущественно сыновья священнослужителей в возрасте 10–12 лет, обучавшиеся на полном пансионе в течение 5–6 лет. Одним из известных выпускников училища стал Александр Михайлович Гренков, впоследствии прославленный в лике святых как преподобный Амвросий Оптинский. Он окончил училище в 1830 году и продолжил обучение в Тамбовской духовной семинарии.
В 1893 году было принято решение о строительстве нового кирпичного корпуса для духовного училища. Проект разработал архитектор Т.А. Свирчевский. Здание было завершено в 1896 году и представляло собой двухэтажное сооружение с большим цокольным этажом. Архитектурные особенности включали полуциркульные своды окон, круглые окна на фасадах и декоративные кирпичные элементы. На втором этаже здания была устроена домовая церковь в честь святителя Иоанна Златоуста.
После закрытия духовного училища в 1918 году здание было передано под общеобразовательную школу. В период Великой Отечественной войны в его стенах размещался эвакуационный госпиталь. Позднее здание использовалось для нужд дополнительного детского спортивного образования, включая спортивную базу педагогического колледжа и детско-юношескую спортивную школу восточных единоборств. В помещении бывшей домовой церкви был оборудован легкоатлетический спортзал.
Весной 2018 года здание на улице Сергеева-Ценского, 2А, было передано в дар Тамбовской епархии. В том же году начались работы по восстановлению домового храма. 3 декабря 2018 года состоялось освящение храма в честь преподобного Амвросия Оптинского и первая Божественная литургия. Храм был переосвящён, сменив первоначальное посвящение святителю Иоанну Златоусту на имя преподобного Амвросия, уроженца Тамбовской губернии. Восстановление здания планировалось завершить к 2023 году.
Архитектурно здание представляет собой образец кирпичного стиля с элементами эклектики. Симметричный фасад, полуциркульные оконные проёмы и декоративные элементы придают зданию выразительный облик. Внутреннее пространство храма было адаптировано для проведения богослужений, восстановлены алтарная часть и иконостас. Работы по реконструкции включали восстановление архитектурных элементов и адаптацию помещений под современные нужды прихода.
