Первое упоминание о храме относится к XVII веку, когда на этом месте была возведена пятиглавая Покровская церковь. В 1813 году, после событий Отечественной войны 1812 года, было принято решение о строительстве нового храма в память о заступничестве Богоматери, оградившей Коломну от нашествия неприятеля. Главными жертвователями стали братья-купцы Филипп, Киприан и Кирилл Максимовичи Кисловы. Перестройка храма продолжалась 15 лет, и в 1827 году митрополит Филарет Московский освятил новую церковь. С этого времени в Коломне установилась традиция особого празднования дня Покрова Пресвятой Богородицы, сопровождаемого крестным ходом от Соборной площади к Покровскому храму.
Архитектурно храм выполнен в стиле зрелого классицизма. Бесстолпный четверик несёт массивную купольную ротонду, украшенную парными пилястрами с лепными коринфскими капителями. К храму примыкает двухпридельная трапезная, перекрытая системой крестовых сводов. Приделы освящены во имя Смоленской иконы Божией Матери и святителя Григория Богослова.
В начале XX века рядом с церковью был построен дом причта в стиле модерн. В конце 1930-х годов богослужения в храме были прекращены, верхние ярусы колокольни и барабан разрушены, внутреннее убранство разграблено. В 1996 году богослужения возобновились, а к 2006 году были восстановлены барабан и главка.
