Инициатива строительства храма возникла в начале 2010-х годов в связи с необходимостью создания постоянного места для богослужений и духовной работы православной общины района. До этого времени богослужения проводились в деревянной церкви святых праведных Иоакима и Анны, расположенной неподалёку. В 2012 году Правительство Санкт-Петербурга выделило участок под строительство нового храма. 3 августа 2014 года на территории будущего храма был установлен поклонный крест, ознаменовавший начало строительных работ. 25 ноября 2014 года состоялась торжественная закладка каменного храма .
Проект храма был разработан архитекторами И. В. Лебедевым, Н. И. Лебедевой и С. А. Павловым. Архитектурный стиль здания сочетает элементы традиционного православного зодчества с современными строительными технологиями. Высота храма составляет 32,5 метра. 29 июля 2016 года на главный купол был установлен крест, что стало важной вехой в процессе строительства .
Внутреннее убранство храма выполнено с использованием традиционных материалов и техник. Особое внимание уделено оформлению иконостаса и росписи стен, что подчёркивает духовное значение сооружения. 23 декабря 2018 года митрополит Санкт-Петербургский и Ладожский Варсонофий освятил храм и возглавил первую Божественную литургию в новом здании. В ходе церемонии архитекторам были вручены архиерейские грамоты в знак признания их вклада в строительство храма .
После освящения храма община продолжила свою деятельность в новом здании. В настоящее время храм Тихвинской иконы Божией Матери служит центром духовной жизни района, проводя регулярные богослужения, образовательные и социальные мероприятия. При храме действуют воскресная школа, молодёжная группа, центр духовной культуры и образования Калининского района, а также осуществляется социальное служение.