23 сентября 1839 года состоялась торжественная закладка храма Христа Спасителя

Идея строительства храма в честь победы в Отечественной войне впервые была озвучена в декабре 1812 года генералом Петром Кикиным, сподвижником Александра 1. Он хотел возродить древнерусскую традицию обетных храмов. Такие сооружения возводились в честь победы над противником, а также в память о погибших во время боевых действий. Так Ярослав Мудрый построил в Киеве Софийский собор на месте битвы с печенегами. Также предполагается, что после Куликовой битвы строились храмы во имя Рождества Пресвятой Богородицы, потому что праздник совпал с победой русских войск над Мамаевой Ордой. В честь военных побед в столице возвели храм Василия Блаженного и собор Казанской иконы Божьей матери . 

25 декабря 1812 года, после бегства войск Наполеона из России, император Александр I подписал манифест о строительстве в Москве храма во имя Христа Спасителя. 2 октября 1817 года, в пятилетнюю годовщину освобождения Москвы от французских войск, на Воробьёвых горах состоялась закладка первого храма в присутствии императора. Архитектором был выбран Карл Витберг. 

Несмотря на грандиозные затраты, темпы работ были очень низкими. В течение семи лет не был завершён даже «нулевой цикл». Возведение собора приостановилось по восшествии на престол Николая I в 1825 году. Согласно официальной версии, это было связано с ненадёжностью почвы на Воробьёвых горах.

Новый конкурс не проводился, в 1831 году Николай I назначил архитектором Константина Тона. Новое место для храма было выбрано на Волхонке. Находившиеся там постройки были скуплены и снесены, в том числе и Алексеевский женский монастырь — памятник XVII века, впоследствии переведённый в Красное село. В народе сохранилось предание, что игуменья, недовольная сносом исторических построек и переносом Алексеевской обители, прокляла строителей и предрекла: «Сему месту быть пусту».

План нового храма был одобрен и утверждён 10 апреля 1832 года, и вскоре назначили новую «Комиссию для построения в Москве Храма во имя Христа Спасителя» под председательством московского генерал-губернатора, князя Дмитрия Голицина. В отличие от первого, второй храм строился полностью за казённый счёт.

Церемония торжественной закладки состоялась спустя два года, 23 (10) сентября 1839 года. Это событие посетили император Николай I и митрополит Филарет. На закладном камне, специально привезённом с Воробьёвых гор, была установлена крестообразная позолоченная доска с высеченными именами председателя и членов строительной комиссии и архитектора. На табличке была высечена следующая надпись:

«В лето 1839, сентября 10 дня, повелением Благочестивейшего Самодержавнейшего Великого Государя Императора Николая Павловича приступлено к исполнению священного обета, данного в Бозе почивающим Императором Александром I, и собственноручною Августейшею рукою Императора Николая Павловича, за невозможностью воздвигнуть Храм Христа Спасителя, по первому предположению, на Воробьёвых горах, положен камень основания на сём месте для сооружения оного Храма».

Строительство храма продолжалось почти 44 года. К 1841-му стены достигли уровня цоколя, а через восемь лет был завершён свод большого купола. Наружные леса с будущего храма убрали уже в 1860 году, однако украшение и отделка, а также устройство набережной и площади продолжались на протяжении ещё 20 лет.

В 1880 году сооружению было присвоено официальное наизвание — Кафедральный во имя Христа Спасителя собор. Указом от 25 мая 1883 года собор приняли «на счёт казны» с ежегодной сметой в 66 850 рублей на «штат расходов по содержанию московского кафедрального собора во имя Христа Спасителя». В 1881-м году завершились работы по устройству набережной, площади вокруг храма, были установлены наружные фонари.

26 мая (7 июня) 1883 года прошло торжественное освящение собора, совершённое митрополитом Московским Иоанникием с сонмом духовенства и в присутствии императора Александра 111. Храм во имя Христа Спасителя высотой 103,5 метра стал самым высоким сооружением в Москве и самым вместительным храмом в стране.

В общей сложности возведение кафедрального собора обошлось казне в сумму около 15 млн рублей, при этом деньги на строительство храма включались в общую смету государственных расходов по ведомству путей сообщения и публичных зданий. Только на позолоту куполов и кровли приняли пожертвование от московского купечества — более 20 пудов золота.

скоре храм стал играть заметную роль в общественной и религиозной жизни столицы, был центром многих культурных событий и просветительской деятельности. 20 августа 1882 года, в соборе была впервые исполнена Увертюра 1812 год Петра Чайковского, написанная композитором в честь победы в войне с Наполеоном. В церкви действовал хор, считавшийся одним из лучших в Москве. 

В храме проводились коронационные торжества, всенародные праздники и юбилеи. Например, в нём отмечали 100-летие Отечественной войны 1812 года, 300-летие дома Романовых, открытие памятников Александру 111 Николаю Гоголю. Главный престольный праздник кафедрального собора — Рождество Христово — до 1917 года отмечался в столице как праздник Победы в Отечественной войне 1812 года. Храм располагал богатой библиотекой, в которой хранилось множество ценных изданий и по которой часто проводились экскурсии. 

Храм продолжал существовать во время революции. С января 1918 года большевики специальным декретом прекратили финансирование церквей. С целью поддержания жизнедеятельности храма было организовано Братство храма Христа Спасителя. За короткий период времени на средства частных жертвователей было проведено временное электрическое освещение, организовало церковный хор, читальню, отремонтировало ризницу. Одним из членов Братства был издатель Иван Сытин, который на собственные средства опубликовал небольшую книгу об истории и архитектуре Храма Христа Спасителя[

Идею строительства в столице Дворца Советов впервые озвучил в 1922 году Сергей Киров на Первом Всесоюзном съезде Советов. 13 июля 1931 года прошло заседание ЦИК СССР под председательством Михаила Калинина. На заседании постановили возвести Дворец на территории храма Христа Спасителя: «Местом для строительства Дворца Советов избрать площадь храма Христа в гор. Москве со сносом самого храма и с необходимым расширением площади». Это решение было подготовлено на заседании Политбюро ВКП (б) от 5 июня 1931 года, посвящённом проекту реконструкции Москвы.

Несколько месяцев проводились спешные работы по разборке здания храма, останки которого в итоге было решено взорвать. 5 декабря 1931 года произвели два взрыва, после первого храм не был разрушен до конца. По воспоминаниям очевидцев, от прогремевших взрывов содрогнулись близстоящие здания, а взрывная волна ощущалась на расстоянии нескольких кварталов. На разбор обломков и завалов, оставшихся после взрыва культового сооружения, ушло почти полтора года. В конце 1930-х годов снятая с храма облицовка была использована для отделки здания Совета труда и обороны и станций метрополитена.

Рытьё котлована будущего дворца началось в 1935 году, а к 1939-му был завершён фундамент высотной части здания. На бетонное кольцо уложили 280 стальных плит, служивших основанием для стальных башмаков, на которые должны были опираться колонны каркаса. Строительство Дворца Советов заморозили с началом Великой Отечественной войны. Часть металлических конструкций Дворца пошли на изготовление противотанковых ежей для оборогны Москвы. Вскоре едва поднявшееся от уровня фундамента здание было полностью разобрано. От идеи строительства Дворца Советов окончательно отказались в 1956 году. А в 1960 году на месте фундамента был закончен открытый плавательный бассейн "Москва", просуществовавший до 1994-го.

В апреле 1988 года в Москве была организована инициативная группа за воссоздание храма Христа Спасителя, одной из движущих идей стало покаяние перед Русской православной церковью за разрушение памятника в прошлом. Группа публично распространяла информацию, не допускавшуюся в официальной риторике атеистического СССР. Однако после празднования летом того же года 1000-летия Крещения Руси политика государства в отношении церкви и религии смягчилась. В сентябре 1989 года инициативная группа переформировалась в православную общину и организовала «народный референдум» за возрождение храма, который поддержали тысячи советских граждан. Первый Фонд восстановления храма Христа Спасителя был создан национально-патриотическими силами уже в 1989 году. Однако собранные средства к 1992-му почти полностью обесценились из-за инфляции.

5 декабря 1990 года на месте будущей строительной площадки установили гранитный закладной камень, в 1992-м был основан Фонд финансовой поддержки воссоздания храма Христа Спасителя. Планировалось, что фонд не будет использовать бюджетных ассигнований, но указом Бориса Ельцина для организаций, жертвующих деньги на восстановление и участвующие в восстановлении, были установлены налоговые льготы. С 1994 по 2002 год пожертвования поступили от сотен тысяч российских граждан, от российских и зарубежных компаний. Известно, что для начала строительства использовали деньги, которые внёс Военно-промышленный банк, — 50 млн рублей.

31 мая 1994 года Московской патриархией и мэрией города было принято постановление о начале строительных работ по восстановлению храма. Совет по воссозданию религиозного сооружения возглавили патриарх Алексий 11 и мэр Москвы Юрий Лужков. На протяжении советского периода иконописные школы официально не функционировали в России и многие навыки письма были утрачены. Для подготовки художников к работам над росписью храма специально было открыто отделение церковно-исторической живописи при Петербургском институте живописи, скульптуры и архитектуры имени Репина.

Проект нового храма выполнен архитекторами Михаилом Посохиным, Алексеем Денисовым и другими. Хотя восстановление храма было поддержано многими общественными группами, его строительство сопровождалось протестами и обвинениями городских властей в коррупции. Вскоре Денисов отошёл от работ, а его место занял Зураб Церетели, который окончил строительство. Скульптор изменил первоначальный проект, утверждённый московскими властями, и ввёл во внешнее оформление храма новые детали. При Церетели белокаменные стены были украшены мраморными композициями (оригиналы хранятся в Донском монастыре) и бронзовыми горельефами, которые, однако, были раскритикованы как несоответствующие оригиналу. Роспись интерьеров храма провели рекомендованные Церетели художники, однако культурная ценность этих росписей также подверглась дискуссиям. Первоначальная белокаменная облицовка была заменена на мраморную, а золочёная кровля крыш, кроме куполов, была сделана на  основе нитрида титана. Эти изменения, внесённые в исторический проект, повлияли на смену цветовой гаммы фасада с тёплой на более холодную. Церетели восстановил шесть крестов, 16 врат и большие люстры собора. 

Новый храм Христа Спасителя был воссоздан к 1999 году как условная внешняя копия своего исторического предшественника: сооружение стало двухуровневым, с храмом Спас-Преображения в цокольном этаже. 31 декабря 1999 года верхний храм был открыт для посещения. В ночь с 6 на 7 января 2000 года была отслужена первая торжественная Рождественнская литургия. А 19 августа того же года состоялось великое освящение храма участниками Архирейского собора РПЦ. 

На 2018 год храм Христа Спасителя является самым большим собором Русской православной церкви и может вмещать до 10 тысяч человек. Его общая высота достигает 103 метров, что на 1,5 метра выше, чем Исаакиевский собор, высота внутреннего пространства — 79 метров, толщина стен — порядка 3,2 метров. Размер главного креста — 8,5 метров, других крестов — 6,5 метров. В плане храм выглядит как равносторонний крест около 80 метров шириной. Роспись внутри храма занимает порядка 22 000 м², из них 9 000 м² покрыты сусальным золотом. Объём здания — 524 000 м³. В состав современного комплекса входят:

Верхний храм — собственно храм Христа Спасителя. Имеет три престола: главный освящён во имя Рождества Христова и два боковых на хорах в честь Николая Чудотворца (южный) и святого князя Александра Невского (северный). Освящён 6 (19) августа 2000 года;

Нижний храм — Преображенская церковь, воздвигнутая в память о находившемся на этом месте женском Алексеевском монастыре. Имеет три алтаря: главный в честь Преображения Господня и два малых придела в честь Алексия, человека Божия и Тихвинской иконы Божией Матери. 

Стилобитная часть, в которой размещаются музей храма, зал Церковных соборов, зал Высшего церковного совета, трапезные палаты, а также технические и служебные помещения

Настоятелем храма является Патриарх Московский и всея Руси Кирилл.