В 1905–1906 годах, в период общественных потрясений, П.Д. Ахлёстышев столкнулся с серьёзными имущественными трудностями. По его собственным словам, благодаря заступничеству преподобного Серафима Саровского он неожиданно вышел из тяжёлого положения. В знак благодарности и в память об этом событии Ахлёстышев решил построить храм в честь преподобного Серафима. Кроме того, он планировал устроить в нижнем этаже храма семейную усыпальницу.
Проект храма был разработан известным архитектором Владимиром Васильевичем Сусловым, известным своими исследованиями русского зодчества и реставрационными работами. Строительство велось под его руководством при содействии К.П. Калачёва. Официальной датой постройки храма считается 1912 год, однако в отчёте В.В. Суслова, опубликованном в журнале «Зодчий» за 1914 год, отмечается, что церковь была завершена в 1913 году, за исключением иконостаса и внутренней росписи, которые планировалось выполнить в 1915 году.
Архитектурно храм представляет собой бесстолпное здание со ступенчатой пирамидальной композицией, установленное на высоком подклете. Высокий четырёхгранный шатёр центрального объёма завершается луковичной главой. Здание сложено из кирпича, своды и некоторые конструкции кровель выполнены из железобетона. Фасады храма украшены полихромной майоликой и поливными изразцами, придающими зданию живописность и монументальность. Шатёр и кровли щипцов покрыты глазурованной черепицей, форма и цвет которой были заимствованы у старинных черепиц московских кремлёвских башен.
Вход в храм осуществляется через крыльцо с аркадой на четырёх круглых столбах из песчаника, расположенное с западной стороны. Гладкие поверхности стен декорированы майоликой холодных тонов: рельефный орнамент заполняет тимпаны фигурных наличников и образует нарядный фриз. Декоративный ансамбль дополняют керамические иконы патрональных святых — апостола Павла и мученицы Зинаиды — и майоликовая композиция «Спас Нерукотворный» в тимпане крыльца, выполненные художником С.Т. Шелковым. Черепица и все майоликовые работы были изготовлены на заводе «Кикерино» близ Санкт-Петербурга фирмой Гельдвейна-Ваулина.
К 1913 году внешние работы по строительству храма были завершены, однако внутренняя отделка, включая установку иконостаса и роспись стен, не была выполнена. Планировалось завершить эти работы в 1915 году, но начавшаяся в 1914 году Первая мировая война помешала осуществлению этих планов. В результате храм не был освящён и оставался закрытым.
В советский период храм использовался как складское помещение, что привело к его постепенному разрушению. Были утрачены центральная глава над шатром и все малые главки, побелка на кирпичных стенах исчезла, значительная часть черепицы была сбита, пострадали майоликовые композиции, был разрушен парапет крыльца, утрачены фрагменты каменного декора.
В 1997 году храм был передан верующим в разрушенном состоянии. С этого времени начались работы по его восстановлению. Сохранились часть отделки, керамические иконы патрональных святых в киотах и майоликовая композиция «Спас Нерукотворный» в тимпане крыльца, выполненные художником С.Т. Шелковым.
В настоящее время храм действует, в нём регулярно совершаются богослужения. 1 августа 2023 года, в день памяти преподобного Серафима Саровского, митрополит Крутицкий и Коломенский Павел совершил Божественную литургию в этом храме.
