Уникальный для московской храмовой архитектуры памятник позднего барокко. Крупнейший храм в Замоскворечье. Впервые упомянут в письменных источниках под этим именем в 1612 году, в связи с событиями Московской битвы между русскими ополченцами и польским-литовским войском гетмана Ходкевича. 24 августа 1612 года у «острожка (Климентьевский острог), что был у Климента Папы Римского» развернулись тяжелые бои между казаками, оборонявшими острог, и пехотой гетмана Ходкевича. Во время этих боев, когда войска гетмана захватили острог и церковь св. Климента, св. Авраамий (Палицын) совершил один из своих подвигов, остановив отступление казаков из острога. Первый каменный храм на этом месте датирован 1657 годом; в 1662 году у него было уже три придела. Храм был перестроен в 1720 году, затем в 1756—58 годах к нему добавили трапезную и колокольню с Климентовским и Неопалимовским приделами. Архитектором мог быть, предположительно, К. Бланк или А. П. Евлашов. В 1762 прихожане получили разрешение на слом главного объёма старого храма, и к 1769 на средства купца 1-й гильдии К. М. Матвеева был завершён пятиглавый барочный храм, дошедший до наших дней. Авторство постройки не установлено; предположительно, его выстроил И. Я. Яковлев по проекту Пьетро-Антонио Трезини. В 1929 году храм был закрыт, а в 1934 отдан под хранение книг Ленинской библиотеке. Архитектурные обмеры храма произвёл в 1932 году архитектор С.Ф. Кулагин. В 2008 году храм отдан РПЦ, книги были вывезены, и по инициативе Ю.М. Лужкова была начата масштабная реставрация по воссозданию исторического облика, которая продолжается в настоящий момент.