Важнейшим объектом строительства Нарышкинской усадьбы становится новый каменный храм. Предание связывает его возведение с событиями Стрелецкого бунта 1682 года, во время которого от рук стрельцов погибли Иван и Афанасий Нарышкины. Их младший брат Лев Кириллович, спрятанный царицей Натальей Кирилловной в переходах на женской половине, дал обет воздвигнуть храм, если избавится от смерти.
Через семь лет, получив филевские земли, Лев Кириллович исполнил свое обещание и заложил новый каменный храм. Поскольку на территории усадьбы уже имелась Покровская церковь, в честь этого праздника освятили нижний, зимний храм. В его алтаре был установлен престол из деревянной церкви. В верхнюю, летнюю церковь была передана икона Спаса Нерукотворного, ставшая храмовой. Точные сроки строительства каменного храма неизвестны. Все документы погибли в большом пожаре, произошедшем в Филях в 1712 году.
Лев Кириллович Нарышкин, спрятанный царицей Натальей Кирилловной в переходах на женской половине, дал обет воздвигнуть храм, если избавится от смерти.
В 1812 году Покровская церковь в Филях сильно пострадала от французов, устроивших в ней конюшню, но была отреставрирована. В советское время ее хотели снести, чтобы построить гастроном, но позже просто закрыли. Во время Великой Отечественной войны в храме был лазарет, а затем – склад бумажных изделий. Реставрационные работы в церкви начались в 1955 году и продолжались вплоть до 80-х годов прошлого столетия.
Во время московской Олимпиады 1980 года здесь был открыт филиал Центрального музея древнерусской культуры и искусства имени Андрея Рублева.
После распада Советского Союза Русская Православная Церковь неоднократно пыталась вернуть храм в свое лоно, но встретила сопротивление сотрудников музея, которые полагают, что сохранить церковь в Филях в первозданном виде возможно только при квалифицированном уходе. Споры длятся до сих пор, но в 2000 году был достигнут частичный консенсус, и теперь в нижнем храме возобновлены регулярные богослужения.
В настоящее время иконостас, многие иконы, настенная роспись относятся к XIX веку. Первоначальный иконостас нижней церкви не сохранился, его трижды меняли в разное время.
Из первоначального сохранилось: храмовая икона «Покров Богородицы», икона «Трех радостей» и другие. Дубовый престол – один из древнейших сохранившихся престолов.