В начале XVII в. на этом месте находился "Убогий дом" (место, куда свозили неопознанных покойников, найденных на улицах, для отпевания и погребения) с деревянной Никольской церковью при нем. Здание неоднократно горело, его восстанавливали на пожертвования прихожан и к 1657 г. перестроили в камне. Позднее подобные заведения стали организовывать только за границами города, и к 1677 году церковь стали именовать по Звонарской слободе. В этот период в храме действовали приделы Николая Чудотворца, Димитрия Ростовского и Усекновения главы Иоанна Предтечи.
В 1762 году по приказу Екатерины II на средства сенатора Ивана Воронцова возвели новую церковь по проекту архитектора Карла Бланка. Церковь имела небольшой размер и состояла из колокольни, двухпридельной трапезной и храма с апсидой, выстроенных вдоль одной оси. Ряд исследователей полагает, что новое сооружение возвели на фундаменте старого. В 1766 году существовавшие ранее приделы дополнили ещё одним, который освятили в честь Сергия Радонежского. Строительство и отделка были окончены в 1781 году, главный престол новой церкви освятили в честь Успения Пресвятой Богородицы. В начале XIX в. храму пожертвовали икону Божией Матери « Взыскание погибших». Церковь сильно пострадала во время пожара 1812 г. После освобождения Москвы её реконструировали, заменив два крыльца и соорудив новые двухпрестольную трапезную и колокольню.
С февраля 1919 по 13 февраля 1933 года настоятелем храма был прот. Александр Зверев, в будущем священномученик (причислен к лику святых новомучеников Российских постановлением Священного синода Русской православной церкви 6 октября 2001 года для общецерковного почитания).
В 1933 году церковь закрыли, а здание переоборудовали под складские помещения. Часть икон передали в действующий храм Сергия в Пушкарях. По свидетельству современников, перед закрытием церкви Николы в Звонарях одна из прихожанок вынесла икону Божией Матери «Взыскание погибших» и в 1981-м передала её Пюхтицкому монастырю, располагающемуся в Эстонии. В середине 1960-х годов церковь на Рождественке заняла кафедра живописи и рисунка (МАрхИ), который находился в бывшей усадьбе Воронцова.
В 1993 году патриарх Алексий II подписал указ о создании на территории Москвы подворья Пюхтицкого женского монастыря. Для его размещения была выбрана церковь Николая Чудотворца в Звонарях.
