Построена в 1631—34 (по др. ист. в 1628—34) на средства купца Г. Л. Никитникова на месте сгоревшего в 1626 храма великомученика Никиты на Глинищах. Уцелевшая при пожаре местночтимая икона «Никита воин с житием» (1579) перенесена Никитниковым в новый храм. В 1653 расширена. Во время эпидемии моровой язвы в 1654 для храма был снят точный список с чудотворной Грузинской иконы Божией Матери (была захвачена в 1622 в Грузии персидским шахом, в 1625 выкуплена в Россию, находилась в Черногорском (Красногорском) монастыре Архангельской губерни), прославившийся чудотворениями. Образ находится у сев. стены главного престола. Роспись храма — 1656. Храм обновлялся в 1900. В 1904 в нижнем ярусе (подклете) храма был устроен придел в честь Грузинской иконы Божией Матери (поэтому храм иногда наз. «Грузинской иконы Божией Матери на Варварке»). Главный престол - Живоначалъной Троицы, юж. придел — великомученика Никиты (предп. 1653, служил фамильной усыпальницей рода Никитниковых), сев. — святителя Николая Чудотворца (предп. 1653). Под колокольней — придел апостола Иоанна Богослова.

Бесстолпный, пятикупольный храм на высоком подклете. Центральная глава — световая. С с.-в. и ю.-в. к основному четырехугольному зданию, перекрытому сомкнутым сводом и увенчанному пирамидой ярусов кокошников с 5 главами (боковые — глухие), примыкают два одноглавых придела (повторяют в уменьшенном виде ту же арх. композицию). Значительно больший сев. придел имеет, как и главный храм, трапезную. Над с.-з. углом па перти — шатровая ярусная колокольня, соединена с трапезной двухъярусной крытой галереей — папертью. Впервые в храмовом зодчестве вход в храм — шатровое крыльцо (1653). Декор фасадов приделов — сев. и юж. (уличного), ставшего теперь для обозрения главным, отличается пышной белокаменной резьбой, в юж. приделе за счет тонкой резьбы двух резных наличников и внутренних порталов. В белокаменном декоре венчающих здание частей использованы цветные изразцы (предп. работа белорусских мастеров).

Хорошо сохранившаяся роспись, воспроизводящая голландские гравюры Библии П. Борхта (1643), выполнена в 1652—53 лучшими царскими изографами XVII в., участвовавшими в росписи кремлевских соборов—О. Владимировым, С. Ушаковым, Я. Казанцем, С. Резанцем, Г. Кондратьевым. Они написали также в 1652—68 иконы местного ряда иконостасов главного храма и юж. придела. Необычной трактовкой выделяется роспись — сцены из Апокалипсиса на стенах находящегося под колокольней придела апостола Иоанна Богослова. Насыщенная бытовыми деталями, многоцветная роспись стен стала в XVII — нач. XVIII в. образцом для живописи российских храмов.

Иконостас главного престола выполнен московскими и ярославскими резчиками по росписи интерьеров, в 1640-х. В верхних ярусах — иконы «строгановского письма». Среди икон местного ряда — особо чтимые «Благовещение с акафистом» (1659, работа Я. Казанца, С. Ушакова и Г. Кондратьева) и Владимирская икона Божией Матери («Древо государства Московского», 1659, С. Ушаков).

Церковь пострадала во время октябрьских боев 1917. В 1920 закрыт. В 1924—30 реставрировалась. В 1935—40 раскрыты стенные росписи от двух слоев позднейших записей. С 1934 - филиал Государственного исторического музея. С 1968 открыта для посетителей. Несмотря на решение московских властей (25.VII.1991) о передаче храма верующим, он РПЦ не возвращен.