Николай I лично выбрал место для храма. Алексеевский женский монастырь был переведен в Красное село около Сокольников. Все постройки монастыря сломали. По легенде, игуменья монастыря прокляла разрушителей и предрекла, что на этом месте ни одна постройка долго стоять не будет.
Торжественная закладка нового храма состоялась 10 сентября 1839 года. Он строился почти 40 лет. Его официальное открытие состоялось 26 мая 1883 года, в день коронации императора Александра III.
Работы по возведению храма Христа Спасителя осуществлялись по повелениям четырех российских императоров - Александра I, Николая I, Александра II, Александра III.
Высота тогдашнего храма от основания до оконечности креста на большом куполе составляла 103 метра, площадь 6805 кв. метров. Внутри храма свободно могла бы разместиться кремлевская колокольня Ивана Великого. В нем могли одновременно находиться 10 тыс. человек. В скульптурном оформлении и росписи здания участвовали В.В. Верещагин, К.Е. Маковский, В.И. Суриков и другие. Общая стоимость строительства достигла 15 млн. 123 тыс. 163 рублей золотом - астрономическая по тем временам сумма.
Решение о сносе храма было принято 2 июня 1931 года на заседании в кабинете Молотова. Храм Христа Спасителя был разрушен несколькими взрывами в субботу 5 декабря 1931 года за 45 минут. На его месте планировалось построить Дворец Советов. Однако этому замыслу не суждено было воплотиться в жизнь. На его месте была построен бассейн "Москва".
Работы по восстановлению храма начались в 1994 году. В сентябре 1997 года строительство храма было завершено. 31 декабря 1999 года было совершено малое освящение верхнего храма. 9 августа 2000 года состоялось великое освящение Храма Христа Спасителя, и он стал открыт для общественного богослужения.
Воссозданный ныне собор состоит из верхнего храма, в целом повторяющего внешний вид разрушенного церковного здания и посвященного Рождеству Христову. В центре цокольного этажа располагается нижний храм Преображения Господня. Название выбрано не случайно: чтобы снять проклятие игуменьи Алексеевского монастыря, храм решили посвятить Преображению.
Внутри здания размещаются два зала: Большой (Зал Церковных Соборов) √ на 1250 мест и Малый (Зал заседаний Синода) √ на 457 мест. Здесь также находятся музей, трапезная, кухня, гаражи, технические службы.