Будівництво храму розпочалося 27 червня 1852 року під керівництвом петербурзького архітектора Йосипа Івановича Шарлеманя. Фінансував будівництво меценат Йосип Судієнко, який пожертвував 100 000 рублів. Робити були завершені 15 травня 1856 року. Зведена церква була прямокутна у плані, мурована, мала центральну баню та чотири декоративні главки. Її зовнішній вигляд був дещо змінений під час реконструкції 1890 року. Тоді її оздобили декоративними елементами у дусі бароко.
На честь 200-ліття Полтавської битви у церкві добудували дзвіницю та встановили мармуровий іконостас. Крім того, інтер’єр оздобили мозаїкою, розписом та картиною, що зображувала Петра І за молитвою.
У 1930 році всі покращення, зроблені під час реставрацій, були нівельовані: більшовики закрили дзвіницю і вивезли картину із зображенням імператора. У повоєнний час будівлю церкви використовували як склад. Лише у 1988 році розпочалися чергові реставраційні роботи, і в 1993 році церква відкрилася для прихожан.
