Храм освещался через большое окно на потолке, а по бокам был окружен коридорами. Представление о его внутреннем убранстве можно составить по описанию 1896 г. Одноярусный, белый, украшенный местами позолотой иконостас имел резные вызолоченные Царские врата. Все три местные иконы прекрасной итальянской живописи были без риз. За правым клиросом в особом киоте помещалась небольшая икона с изображением апостола Павла, мученицы царицы Александры и святителя Димитрия Ростовского с надписью под ней, сообщавшей, что образ поставлен «усердием благоверного государя великого князя Павла Александровича в память совершившегося здесь миропомазания благоверного великого князя Димитрия Павловича». За левым клиросом находилась в киоте и в серебряном окладе другая памятная икона – благоверного князя Александра Невского, преподобного Иосифа песнописца и великомученика Георгия Победоносца, сооруженная служащими при Александрийском дворце в память о чудесном спасении императора Александра II в 1879 г. В церкви на богослужениях часто присутствовали владельцы дворца – великий князь Сергей Александрович и его супруга великая княгиня Елизавета Федоровна. Здесь в начале XX века впервые в Москве стали проводить богослужения в новогоднюю ночь, получившие позже широкое распространение.
Группа специалистов, осмотревшая церковь в 1921 г., постановила: «Храм подлежит учету и охране Комиссией по охране памятников искусства и старины в его целом, как памятник быта». Особо были отмечены находившиеся в алтаре иконы Господь Саваоф и Спас Нерукотворный академической работы. В октябре 1921 г. службы Моссовета выписали мандат на проверку церковного имущества и опечатали храм. Александрийский дворец приспособили под Музей мебели, затем хранилище Музея народоведения, а с 1935 г. в нем расположился президиум Академии наук СССР.
Александры царицы, мученицы, в Александровском военном училище церковь (уничтожена).
Храм находился во дворце, выстроенном в 1792 г. архитектором Ф.И. Кампорези для генерал-майора С.С. Апраксина (улица Знаменка, дом № 19). В 1835 г. в этот дворец из дома Разумовского на Гороховом поле был переведен Александровский сиротский институт, где жили и учились дети военных, умерших от эпидемии холеры. В 1850 г. его преобразовали в кадетский корпус, а в 1863 г. – Александровское военное училище, готовившее пехотных офицеров.
Церковное имущество бывшей в доме графа Разумовского церкви иконы Божией Матери «Взыскание погибших» (основана в 1831 г.), кроме престола и иконостаса, было перенесено в новое помещение сиротского института. Здесь в 1851 г. освятили церковь во имя мученицы царицы Александры, содержавшуюся на деньги Московского опекунского совета. В ней находились памятные доски, серебряные венки и другие мемориальные предметы, связанные с историей училища и его выпускниками. В апреле 1900 г. училище и его храм посетил император Николай II, и ему показали достопамятные святыни: складень из образов великомученика Георгия, святителя Николая и мученицы царицы Александры, присланных в дар выпускниками училища – офицерами Варшавского военного округа; икону благоверного князя Александра Невского, пожалованную императором Александром II и написанную по указанию императора Николая I в память рождения наследника престола.