При богадельне Колывано-Воскресенских заводов в 1829-1840 гг. была построена домовая церковь. Проект храма с ротондой в стиле классицизма создали архитекторы Я.Н. Попов, А.И. Молчанов и Л.И. Иванов. В результате ансамбль Демидовской площади украсила каменная церковь, круглая в основании, с крестообразно расположенными небольшими ризалитами по сторонам света. Иконы и настенные росписи в храме создал академик живописи М.И. Мягков.

С 1920 года до середины 1990-х богослужения в церкви не проводились. В здании сменяли друг друга музей изящных искусств, киноклуб, спортобщество «Спартак», клуб краевого совета промкооперации, магазины и другие организации. К сооружению сделали пристройку с севера, изменившую храмовый стиль до неузнаваемости.

Купол церкви сгорел и обрушился весной 1991 года. Через несколько лет здание было возвращено Барнаульской епархии и к концу 2011 года полностью восстановлено.