Храм построен в 1839—83, разрушен в 1931, воссоздан в 1995—2000 на Пречистенской набережной левого берега реки Москвы.
Решение о строительстве храма в память Отечественной войны 1812 принял император Александр Первый 25 декабря 1812. Первоначальный проект (архитектора А.Л .Витберг) предусматривал возведение собора на вершине Воробьевых гор (вблизи нынешнего здания университета); заложен в 1817. После того, как на престол взошел император Николай Первый, Витберг попал в опалу, строительство приостановилось, а в 1827 специальная комиссия после экспертизы проекта определила, что бровка Воробьевых гор не выдержит гигантской нагрузки, и строительство храма было прекращено.
В 1831 новый проект стал осуществлять архитектор К.А.Тон (при участии архитектора А.И.Резанова и Л.В.Даля). Император Николай Первый предложил расположить собор-памятник на повороте Москвы-реки, у начала Пречистенского бульвара, на месте существовавшего здесь с 1571 Алексеевского монастыря. В 1837 монастырь был переведен в Красное село и стал именоваться Ново-Алексеевским (ныне — Красносельский пер., 7), а его постройки разобраны . 10 сентября 1839 произошла закладка собора, который строился на средства казны и народные пожертвования. Только на сооружение его стен пошло 40 миллион штук кирпичей. В 1855 водружен крест (на несколько метров выше колокольни Ивана Великого), сняты леса, но продолжались отделочные работы. Тематику скульптурного убранства фасадов разработал митрополит Московский Филарет (сюжеты христианских праздников по дням совпадали с дата – решающих сражений — при Клястицах, Полоцке, Тарутине, Бородине, Малоярославце, селе Красном, Кульме, Лейпциге и др.; на наружных стенах — скульптурные изображения святых — заступников России — благоверного князя Александра Невского, Даниила Московского, преподобного Сергия Радонежского и Иосифа Волоколамского, блаженного Василия, Московского чудотворца, царевича Димитрия, князя Михаила и Федора Черниговских, преподобного Саввы Звенигородского, Великого князя Владимира и Великой княгини Ольги, апостола Андрея Первозванного, великомученика Георгия Победоносца и др.; горельефы чудотворных икон Божией Матери — Владимирской, Смоленской, Иверской, Казанской, большие скульптурные композиции). Работа над мраморными барельефами и скульптурным декором шла 17 лет (скульпторы А.И.Логановскйй, П.К.Клодт, Н.А.Рамазанов и др.). 23 года создавались живописны; картины, иконы, главный и два придельные иконостаса (художники А.Г.Марков, Ф.А. Бруни, П.В.Басин, Н.А.Кошелев, И.М.Прянишников, В.П.Верещагин, В.И.Суриков, Т.А. Нефф, Г.И.Семирадский, К.Е.Маковскиг В.М.Васнецов и др.). Удалось достичь гармоничного сочетания инкрустаций из цветного мрамора, не только украшавших фриз, но создававших узор пола, с росписями как орнаментальными, так и сюжетными. Подсвечники, паникадила, многие украшения бронзовые (работа архитектора Л.В.Даля). Для храма отлили 14 колоколов.
Собор был освящен 26 мая 1883 и стал самым высоким зданием Москвы (103,5 м самым большим храмом России, вмещавшим одновременно 10 тысяч молящихся.
15 августа 1917 в соборе открылся Поместный собор Русской Православной Церкви, восстановивший патриаршество, и 5 ноября на нем избрали первого, после двухсотлетнего синодального периода, Патриарха Всероссийского. Им стал митрополит Московский Тихон (Белавин). В 1989 он причислен к лику святых. В 1917—19 ключарем собора был священномученик Александр Хотовицкий. В феврале 1918 для предотвращения закрытия собора создано Братство Храма Христа Спасителя.
В 1922—23 собор захватили обновленцы.
В 1931 закрыт.
5 декабря 1931 по распоряжению И.В.Сталина собор был взорван.
Отдельные фрагменты скульптурного (несколько горельефов) и живописного убранства передали в филиал Научно-исследовательского музея скульптуры в Донском монастыре и в Третьяковскую галерею. На месте собора началось строительство грандиозного (проектная высота — 480 м) Дворца Советов (архитектор Б.Д.Иофан), прерванное в 1941 Великой Отечественной войной. Сооруженный фундамент Дворца был использован для устройства в 1960 открытого плавательного бассейна «Москва».
В 1990 Священный Синод РПЦ благословил возрождение Храма Христа Спасителя и обратился в Правительство России с просьбой восстановить его на прежнем месте. В 1991 на месте алтаря храма построена временная часовня иконы Божией Матери «Державная» (впоследствии разобрана). В 1994 правительство Москвы приняло решение о воссоздании храма в прежних архитектурных формах (за исключением измененной нижней части — стилобата). Закладка состоялась 7января 1995 (архитектор М.М.Посохин, А.М.Денисов, инженер В.И.Фадеев). В 1996 в соборе состоялось первое Пасхальное богослужение. Наружная (горельефы под руководством скульптора Ю.Г. Орехова, бронзовые двери под руководством скульптора З.К.Церетели) и внутренняя отделка завершена к 2000. Освящение главного престола Святейшим Патриархом Алексием Вторым в сослужении собора архиереев состоялось 19 августа 2000.
Собор в русско-византийском стиле, похож на древнерусские храмовые постройки. В плане — крестообразный с центральным большим золоченым куполом, опирающимся на 4 столпа с колокольнями на углах, увенчанными золочеными куполами. На уровне звонниц — смотровая площадка. Стены храма возведены на основе монолитного железобетонного каркаса с наружной отделкой кирпичом и затем облицованы мрамором, главы — на основе металлического каркаса.
В стены верхнего храма были вставлены 177 мраморных досок с текстами рескриптов и манифестов императора Александра Первого, описанием сражений, перечислением отличившихся командующих (имена) и полков (названия), именами погибших и награжденных.
Центральный престол храма, посвященный празднику Рождества Христова, отмечавшегося в день, когда последний воин Наполеона покинул пределы России, находится за главным иконостасом собора. Его художественным прообразом послужил киворий (алтарная сень), бывший над престолом в храме Святой Софии в Константинополе (ныне Стамбул) и имевший вид позолоченной пирамиды, покоившейся на колоннах. Перед иконостасом, с левой стороны, икона Рождества Христова, точная копия Иерусалимской, привезена Святейшим Патриархом Алексием Вторым из Святой Земли.
В нижней, стилобатной, части находится храм Преображения Господня.
Наименованию приделов храма соответствуют названия приделов бывшего на этом месте храма Алексеевского монастыря . В облицовке центрального престола использован мрамор из Святой Земли (Вифлеем). В круговой галерее храма — экспонаты истории Храма Христа Спасителя. В этой части собора разместился зал Соборов РПЦ, в котором также организуются православные концерты (1200 мест), зал Синода, другие административные помещения.
Престол в верхнем храме — Рождества Христова приделы: правый, южный — святителя Николая Чудотворца, левый, северный — святого благоверного князя Александра Невского; престол в нижнем — Спаса Преображения; приделы: правый, южный — преподобного Алексия, человека Божия, левый, северный — Тихвинской иконы Божией Матери.
В 1994—95 на территории, примыкающей к Храму Христа Спасителя, около набережной реки Москвы возведён приписанный к нему деревянный шатровый храм-часовня во имя иконы Божией Матери «Державная» (архитектор А.Б.Барабанов), построен в стиле деревянных храмов конца XIX — начала XX веков. Внутреннее убранство и иконостас в этом же стиле (Т.Н.Кудрявцева и И.Г.Тимофеева). В основание алтарной части вложены святыни со Святой Земли, камни с Соловецких островов и из дома Ипатьева в Екатеринбурге, освященные кровью Новомучеников Российских.