Komitet budowy świątyni założono w 1894 r., na jego czele stał gubernator piotrkowski, a projekt zlecono Franciszkowi Chełmińskiemu. Głównymi fundatorami cerkwi byli łódzcy fabrykanci, m.in. J. Heinzel, J. Kunitzer oraz I. K. Poznański. Budowę, pod kierownictwem R. Nestlera, rozpoczęto w 1895 r. i ukończono rok później. Świątynię postawiono, wzorując się na innych cerkwiach garnizonowych obszaru petersburskiego. Wnętrze obiektu było jednak nietypowe, łączyło bowiem funkcję sakralną z użytkową. Część modlitewna mieściła się na planie kwadratu, natomiast maneż ulokowano w szerokiej i wysokiej nawie o kształcie prostokąta.
Po odzyskaniu niepodległości w 1918 r. cerkiew przejął Kościół Katolicki i utworzył przy nim parafię wojskową. Wtedy zlikwidowano oryginalne kopuły, nadające świątyni wschodni charakter. Podczas II wojny Niemcy zlikwidowali kościół, zamieniając go w garnizonową ujeżdżalnię. W 1946 r., świątynia stała się kościołem filialnym parafii św. Józefa i siedzibą duszpasterstwa wojskowego. W 1990 r. erygowano przy kościele parafię wojskową, a w 1998 r. przed świątynią odsłonięto pierwszy łódzki pomnik Jana Pawła II.
