В XVIII веке участок перешёл в собственность князя Г.А. Потёмкина. Есть версия, что в Вознесенском храме в 1774 году состоялся тайный брак Г.А. Потёмкина с Екатериной Великой. Во всяком случае, именно он заказал в 1790 году, незадолго до своей смерти, строительство новой, более крупной, каменной церкви. Строительство началось в 1798 году с трапезной по проекту М.Ф. Казакова.
Во время пожара 1812 года недостроенное здание выгорело, и строительство было завершено в 1816 году. В этой трапезной 18 февраля (2 марта) 1831 состоялось венчание поэта Александра Пушкина с Натальей Гончаровой.
Прихожанами церкви были многие представители интеллигенции, дворянства и купечества, жившие рядом. В ней в 1863 году отпевали М.С. Щепкина, в 1928 году – М.Н. Ермолову. 13 ноября 1917 года в церкви отпевали юнкеров и офицеров, погибших во время октябрьских боев в Москве. В 1920 году Фёдор Шаляпин читал в церкви «Апостола» на венчании своей дочери Ирины. 5 апреля 1925 года в храме совершил своё последнее богослужение Патриарх Московский и всея России Тихон. В 1931 году церковь закрыли.
В здании разместился склад тары, затем гараж. Иконостасы разобрали (старинные иконы сожгли прямо в здании храма), закрасили стенную роспись, устроили межэтажные перекрытия, возвели перегородки, в апсиде алтаря пробили ворота, разобрали портики и устроили новые оконные проёмы. В 1937 году снесли шатровую колокольню XVII века. В 1960-х годах в здании размещалась лаборатория высоковольтного газового разряда и молниезащиты Энергетического института имени Г.М. Кржижановского. В 1987 году вывели лабораторию – планировалось провести реставрацию и разместить в помещениях концертный зал. В 1990 году здание передали Русской православной церкви.
Именно в это время, среди облупленных стен и полуразрушенных колонн, проходило богослужение собравшихся дворян из России, Франции, Германии, Нидерландов. Среди этих избранных людей стояли мы, сотрудники лаборатории Института биофизики и с интересом таращились не столько на попа, читающего молитвы, сколько на окружающих нас людей и убожество оскверненного и обнаженного Храма. Служба была длинная, все иностранцы пели молитвы привычно и торжественно. Мы, атеистически воспитанные в Советском Союзе, молитв не знали, песен «Иже херувимских» тоже, но история религии нам, конечно, была знакома, и вызывало благоговение стройное пение церковных молитв. Когда французский мальчишка восьми-десяти лет не выдержал духоты помещения и упал в обморок, мы восхитились его мужеством выстоять два часа, молиться и петь, и потерять сознание.