Budowę kościoła rozpoczęto 24 kwietnia 1777. Cztery lata później, 30 grudnia 1781 nastąpiło uroczyste otwarcie i poświęcenie świątyni. Kościół ze względu na swe położenie był wówczas najwyższą (58 m) i jedną z najobszerniejszych budowli Warszawy. Oglądanie panoramy miasta i jego okolic stanowiło stałą atrakcję dla przyjezdnych gości i samych warszawiaków. W celu wyeksponowania świątyni wyburzono budynki na czterech sąsiednich posesjach, a w ich miejscu urządzono plac Ewangelicki.
W 1825 w kościele odbył się koncert Fryderyka Chopina dla cara Aleksandra I, który przyjechał do Warszawy na obrady Sejmu. Chopin zagrał na niedawno wynalezionym instrumencie – eolomelodikonie. Zachwycony monarcha podarował młodemu muzykowi drogi pierścień z brylantem.
Krzyż kopuły kościoła został przyjęty za punkt główny sieci triangulacyjnej utworzonej dla potrzeb projektowania kanalizacji i wodociągów przez Williama i Williama Heerleina Lindleyów.
Po wybuchu II wojny światowej, w trakcie obrony Warszawy 16 września 1939, kościół został zbombardowany. Po wojnie zniszczenia budynku oszacowano na ok. 70%.
Po zakończeniu wojny, w 1945 powracający ewangelicy przystąpili do odbudowywania swojej świątyni.