Храм святителя Николая у Соломенной сторожки был построен в 1916 году по проекту академика архитектуры Ф.О. Шехтеля. Строительство осуществлялось по инициативе воинов 675-й Тульской пешей дружины, расквартированной в Петровско-Разумовском. Основными жертвователями выступили командир дружины полковник А.А. Мозалевский и будущий староста прихода В.И. Заглухинский. Средства на возведение храма собирались среди офицеров и дачников села Петровско-Разумовское.
Храм был возведен на землях Сельскохозяйственного института, приписан к институтской Петропавловской церкви. Строительство заняло около месяца. Освящение состоялось 20 июля 1916 года епископом Можайским Димитрием (Добросердовым). На церемонии присутствовали великая княгиня Елисавета Фёдоровна, генерал-губернатор Москвы, командующий войсками Московского военного округа.
Архитектурное решение храма выполнено в неорусском стиле с элементами шатрового зодчества Вологодского края. Храм имел крестообразный план с центральным шатром и четырьмя боковыми бочками. Внутреннее убранство включало иконы XVI-XVII веков, включая образ Спаса работы Симона Ушакова или его ученика Несвицкого.
В 1920-х годах храм был включен в охранные списки как памятник архитектуры. В 1935 году храм закрыли, шатер и звонница были разрушены. В 1960-х годах здание окончательно снесено, на его месте построен жилой дом.
Восстановление храма началось в 1996 году по инициативе префекта Северного административного округа Москвы и духовенства. Новый храм построен по сохранившимся чертежам Ф.О. Шехтеля архитектором А.В. Бормотовым. Освящение воссозданного храма состоялось 20 апреля 1997 года.
