Еще во время закладки первого камня Санкт-Петербурга здесь появились армяне, а при правлении Анны Иоанновны армянская община обратилась к государыне с просьбой о разрешении строительства армянской церкви на Васильевском острове. Разрешение было дано, но церковь не была построена.

В период царствования Екатерины II был издан Манифест о свободе проведения традиционных церковных обрядов народами России. В Петербурге началось распределение участков для постройки церквей иной веры, в результате чего армянская община получила небольшой участок на северной стороне Невского проспекта. Храм строился с 1771 по 1779 года, разработчиком проекта был архитектор Ю.М. Фельтен.

Храм выполнен в стиле раннего русского классицизма и расположен между двумя внешне строгими зданиями, которые некогда являлись доходными домами и особенно подчеркивают значимость церкви во всем архитектурном ансамбле на этом участке Невского проспекта. Церковь своим главным фасадом повернута к Невскому проспекту, в центре расположен строгий портик с фронтоном, который украшен скульптурным рельефом с религиозной армянской тематикой. Внутреннее убранство церкви отличается великолепной живописью, а также строгими линиями колонн, сводов, куполов. 

Торжественное освящение церкви произошло в 1780 году в присутствии князя Потемкина. Церковь несколько раз посещала императрица. В звоннице церкви появились колокола в середине 19-го века. В начале 20-го века строение подверглось небольшой модернизации, но его вешний вид после этого не изменился.

При советской власти армянскую церковь разграбили и превратили в склады и мастерские.

В 1992 году церковь вернули армянской общине и начали реставрационные работы. Было решено вернуть храму первозданный облик: были перестелены полы, реконструированы алтарь и крест на куполе, восстановлена отделка стен. В 2000 году церковь заново была освящена, а обряд освящения проводили Патриарх Московский и Всея Руси Алексий II вместе с Гарегином II – Верховным Патриархом-Католикосом Всех Армян.