Храм во имя Всех святых, в земле Русской просиявших был основан как домовая церковь при Православной классической гимназии города Тольятти. Строительство началось в 1998 году по благословению архиепископа Самарского и Сызранского Сергия. Архитектурный проект разработан заслуженным архитектором России Марком Васильевичем Демидовцевым. Здание храма возведено в классическом русском стиле с семью куполами и соединено с основным корпусом гимназии системой коридоров.
Освящение храма состоялось 21 ноября 2000 года. В 2005 году, к десятилетию гимназии, был освящен придел в честь святой мученицы Татианы. Храм расписан мастерами Виктором Берхом и Феликсом Сынтиным, изобразившими библейские сюжеты и собор Всех Русских Святых. Иконостас выполнен иконописцами Ростова Великого под руководством Татьяны Санниковой.
Среди святынь храма находятся икона святой мученицы Татианы с частицей мощей, образ Оптинских старцев с частицами мощей и старинная икона Иверской Божией Матери, переданная в дар в 2009 году. Богослужебная жизнь храма включает регулярные литургии, молебны и акафисты, с участием учащихся гимназии.
Храм является частью архитектурного ансамбля Православной классической гимназии, созданного на базе перестроенного здания бывшего детского сада. Строительство осуществлялось при поддержке Волжского автозавода, мэрии Тольятти и местных благотворителей.