В XVI веке на месте нынешнего храма существовала деревянная церковь Николая Чудотворца, известная как Никола Божедомский. При ней действовал «убогий дом» — место, куда свозили тела внезапно умерших или погибших людей для дальнейшего погребения. Название «Божедомский» связано именно с этой богадельней. После переноса подобных заведений за пределы города, церковь стала именоваться по слободе звонарей, проживавших в этой местности. С 1677 года в документах она упоминается как Никола в Звонарях, отражая связь с проживавшими здесь звонарями кремлёвских соборов.
В 1657 году на месте деревянной церкви была возведена каменная. Однако к середине XVIII века здание обветшало, и возникла необходимость в его реконструкции. В 1762 году по инициативе и на средства сенатора Ивана Илларионовича Воронцова началось строительство нового храма. Проект был поручен известному архитектору Карлу Ивановичу Бланку, представителю московского барокко.
Архитектурный облик нового храма сочетал традиционные черты русского церковного зодчества и элементы барокко. Основной объём представлял собой восьмерик на четверике — характерное для того времени композиционное решение. Фасады украшали угловые пилястры с капителями и крупные белокаменные наличники. Внутреннее пространство имело крестообразную форму, что обеспечивало хорошую акустику и создавало атмосферу торжественности. Храм состоял из колокольни, двухпридельной трапезной и основного объёма с апсидой, выстроенных вдоль одной оси.
Строительство продолжалось до 1781 года, когда главный престол был освящён в честь Успения Пресвятой Богородицы. Ранее существовавшие приделы Николая Чудотворца, Дмитрия Ростовского и Усекновения главы Иоанна Предтечи были сохранены и обновлены. В 1766 году был добавлен придел в честь Сергия Радонежского, что подчёркивало стремление прихода к расширению духовной жизни и почитанию русских святых.
В начале XIX века храму была пожертвована икона Божией Матери «Взыскание погибших», которая стала одной из главных святынь церкви. Однако Отечественная война 1812 года не обошла стороной и этот храм. Во время московского пожара церковь сильно пострадала. После освобождения Москвы начались восстановительные работы: были заменены два крыльца, сооружена новая двухпрестольная трапезная и колокольня в классическом стиле, что отразило архитектурные тенденции того времени.
Во второй половине XIX века храм продолжал играть важную роль в духовной жизни Москвы. В доме причта при храме снимали жильё известные личности того времени: терапевт Григорий Захарьин, хирург Александр Разцветов и Михаил Мостовский — составитель монографии о храме Христа Спасителя. Под руководством Мостовского в 1880-х годах был проведён ремонт внутреннего убранства церкви. Для создания живописи использовались изображения росписей храма Христа Спасителя, а металлический декор фасадов был изготовлен в мастерских Франца Сан-Галли и других известных заводчиков.
В советский период храм постигла участь многих религиозных сооружений. В 1933 году церковь была закрыта, а здание переоборудовано под складские помещения. Часть икон передали в действующий храм Сергия в Пушкарях. По свидетельству современников, перед закрытием церкви одна из прихожанок вынесла икону Божией Матери «Взыскание погибших» и в 1981 году передала её Пюхтицкому монастырю в Эстонии, что позволило сохранить эту святыню.
