Двухпрестольный храм построен в 1734 году. Главный престол был освящен во имя Нерукотворного Образа Спаса, но храм называется по приделу во имя преподобномученицы Евдокии. В Казани церковь и ее название всегда связывались с Евдокией Ивановной Михляевой женой крупного предпринимателя Ивана Афанасьевича Михляева, строителя Петропавловского собора, на средства которой построены Духосошественская и Пятницкая церкви, но документального подтверждения этому нет.

Церковь представляет собой типичный образец храма в стиле русского барокко, в отличие от Петропавловского собора и Пятницкой церкви, достаточно рядовую постройку. Таких храмов было много в сельской местности. Приход Евдокиинской церкви был заселен небогатыми горожанами, считался одним из самых бедных в Казани. Поэтому храм и дошел до нас, практически, в первозданном виде, средств на расширение и перестройку у прихода не было.
Храм был закрыт в 1932 году. Последний настоятель до закрытия храма был отец Павел могила которого находится у восточной стены придела преподобномученицы Евдокии. Скончался он через два года после закрытия храма в 1934 году.
В 1998 году храм был возвращен Русской Православной церкви. Вновь богослужения были возобновлены 11/24 июня в день празднования иконы "Достойно есть "