Храм выстроен в 1904-1908 годах. Сбор средств на его постройку начался с основания Александро-Невского общества трезвости, а строительство велось по проекту академика архитектуры Г.Д. Гримма при участии архитекторов Г.Г. фон Голи и А.Л. Гуна. Постройка церкви стала делом жизни известного петербургского жертвователя на строительство храмов Дмитрия Лаврентьевича Парфёнова. Наружная отделка храма закончена в 1913—1914 годах, в 1915—1916 годах создавалась внутренняя роспись, основой для которой послужили картоны, по которым создавались мозаики Спаса на Крови.
Первая церковь в этом месте появилась 14 августа 1894 года, в «память бракосочетания Их Величеств», благодаря Обществу распространения религиозно-нравственного просвещения. Это был временный храм — перенесённая деревянная церковь с Николаевской улицы. Она была собрана под руководством архитекторов С.П. и В.П. Кондратьевых. Освящение храма состоялось 4 декабря 1894 года.
В 1896—1897 годах рядом с церковью, по проекту архитектора Г. Г. фон Голи, было возведено трёхэтажное здание в котором разместилась школа и библиотека-читальня.
30 августа 1898 года при храме было открыто Александро-Невское общество трезвости, вскоре ставшее многочисленным и создавшим в столице несколько отделений (в 1914 году преобразовано во Всероссийское Александро-Невское братство трезвости). С основанием Общества начался сбор денег на строительство новой каменной церкви.
Церковь была заложена 25 июля 1904 года в честь десятилетия бракосочетания Николая и его супруги Александры Федоровны. Проект каменного трехпридельного храма, утверждённый лично император Николаем II, разработал академик архитектуры Г.Д. Гримм при участии архитекторов Г.Г. фон Голи и А.Л. Гуна.
Постройка церкви стала делом жизни известного петербургского жертвователя на строительство церквей Дмитрия Лаврентьевича Парфёнова. Храм строился под руководством строительной комиссии, возглавляемой им и «Общества религиозно-нравственного просвещения». Работа шла в условиях войны и государственной смуты с большими трудностями, но строительство велось в срок и основные работы были завершены за год.
11 мая 1906 года на шатровую колокольню высотой в 60 метров подняли 1000-пудовый колокол названный «Отец Александр» в память о безвременно скончавшемся 5 июля 1905 года основателе Общества — священнике Александре Васильевиче Рождественском.
Главный придел церкви был освящён 14 декабря 1908 года. Через неделю был освящён правый — святителя Николая, а левый — благоверного князя Александра Невского, вероятно, не был освящён, хотя в нём позднее были поставлены иконостас и престол. Здание церкви было облицовано декоративным кирпичом и отделано песчаником. Помещение вмещало до 4000 человек.
Главный иконостас храма создан по проекту А.Л. Гуна, а образа для него писали ученики иконописной школы Комитета попечительства о русской иконописи. Наружную икону «Воскресение Христово» написал художник С.Т. Шелков в 1909 году.
Наружная отделка церкви была закончена в 1913—1914 годах. В следующие два года создавалась внутренняя масляная роспись под руководством художника, профессора В.Т. Перминова. Основой для неё послужили картоны по которым создавались мозаики Спаса на Крови.
Стоит добавить, что к храму относились две часовни: первая при входе с канала, а вторая у главного фасада Варшавского вокзала.
Часовня у Варшавского вокзала
В 1901 году на этом месте, в память выздоровления императора, Общество веры и милосердия освятило гранитный киот с иконой «Спаситель, протягивающий руку утопающему апостолу Петру» (автор — И.А. Коркин). В 1902 году над ним по проекту генерал-майора Н.П. Нечаева был сделан железный футляр в виде часовни. Часовня у Варшавского вокзала была снесена в 1925 году, а на её месте поставлен памятник В И. Ленину.
К церкви также относился киот с иконой преподобного Серафима Саровского устроенный в 1904 году на месте убийства министра В.К. Плеве (на Измайловском проспекте).
Советский период
В августе 1922 — феврале 1923 года храм присоединился к Петроградской автокефалии, а с 1923 года перешёл в Обновленческую церковь.
В 1930 году церковь была закрыта. В здании храма разместились службы трамвайного парка.
В 1989 году церковь была возвращена верующим. На Пасху 1990 года здесь состоялось первое за многие годы богослужение.
20 июня 1992 года в церкви Воскресения Христова отпевали известного историка и писателя Л.Н. Гумилёва, сына известных поэтов — Анны Ахматовой и Николая Гумилёва.
Современный период
20 декабря 2008 года на главном куполе был установлен новый крест. Проведён ремонт купола. В соответствии с историческим первообразом и учётом архитектурных особенностей здания по проекту архитектора В. Антипина создан новый иконостас.
В 2013 году в честь 400-летия дома Романовых у храма с западной стороны был открыт памятник Николаю II с супругой.