Храм святой мученицы царицы Александры в Иреме был основан в начале XIX века как православная церковь-усыпальница великой княгини Александры Павловны, дочери императора Павла I. Великая княгиня скончалась в 1801 году вскоре после замужества с венгерским палатином Иосифом. На месте ее погребения в 1803 году был освящен храм во имя святой Александры Римской, супруги императора Диоклетиана, принявшей мученическую смерть за исповедание христианства в IV веке.
Храм получил статус придворной императорской церкви, что подразумевало наличие постоянного причта. В 1814 году храм посетили император Александр I, король Пруссии Фридрих Вильгельм III и австрийский император Франц I во время Венского конгресса. В 1852 году здесь побывал будущий император Александр II, а в 1866 году - великий князь Константин Николаевич.
После Первой мировой войны и революции 1917 года храм постепенно пришел в упадок. Последний постоянный священник скончался в 1926 году. В послевоенный период богослужения совершались лишь раз в год - в день памяти святой Александры 6 мая. В 1940-х годах храм лишился значительной части утвари и реликвий из-за краж, включая осквернение гробницы великой княгини.
В 2001 году началась масштабная реставрация храма. В 2004 году в восстановленную крипту были возвращены останки великой княгини Александры Павловны, временно хранившиеся в усыпальнице Габсбургов. В ходе реставрационных работ были восстановлены купол, настенные росписи и прилегающая территория. На восточной стороне храма была возведена мемориальная стена с керамическими иконами.