Здание храма было построено в 1435 году монахами-цистерцианцами при участии кардинала Болоньи Николо Альберти, богослова и дипломата, участника Флорентийского собора. Первоначально храм был освящен в честь святой праведной Анны, так как предназначался для хранения ее честной главы — реликвии, переданной английским королем. Впоследствии реликвия была перемещена в Ватикан, но православной общине осталась частица мощей.
В 1716 году храм подвергся значительной перестройке в стиле позднего барокко. Архитектурный план здания стал асимметричным, с центральным куполом и двумя боковыми куполами меньшего размера. Интерьер был украшен фресками работы болонского художника Пиццоли и его учеников, выполненными в пастельных зелено-голубых тонах. Также в храме находились живописные полотна художника Тиарини, включая изображение святой Анны с Богоматерью, Младенцем и Иоанном Крестителем, размещенное над портиком.
В начале XIX века, во время наполеоновских войн, храм был закрыт в результате секуляризации и упразднения монастыря цистерцианцев. В последующие десятилетия здание использовалось коммунальными службами в качестве склада. В 1973 году храм был передан православной общине, созданной при содействии митрополита Ленинградского Никодима (Ротова). Первая православная литургия была совершена 28 октября 1973 года.
С 1974 года храм стал официально зарегистрированным православным приходом. В 1976 году для него был написан иконостас, а в 1998 году приход был принят в юрисдикцию Московского Патриархата. Богослужения первоначально проводились преимущественно на греческом языке из-за большого числа студентов-греков в общине.