Первое упоминание о деревянном храме в Толмачах, где жили толмачи, то есть переводчики, относится к 1625 году. В Москве тогда существовал обычай возводить храмы в каждой ремесленной слободе. В конце ХVII века купцы Добрынины строят уже кирпичную церковь, освященную во имя Сошествия Святаго Духа с приделом Святителя Николая.
В 1812 году храм был осквернен французскими солдатами. На храмовой паперти был убит церковный сторож, бесследно исчез антиминс. В великом московском пожаре церковь чудом уцелела, но требовала реконструкции. Значительную сумму денег на обновление храма пожертвовал П.М.Третьяков, поселившийся в Лаврушинском переулке. Павел Михайлович стал постоянным его прихожанином.
Перестроенный храм оказался так хорош, что известный старец Алексей Зосимовский назвал его «лучшим местом на земле». В усадьбе Демидовых, расположенной по соседству, бывали А.С.Пушкин, М.Ю.Лермонтов, Н.В.Гоголь.
После революции здание храма отошло Третьяковской галерее. Сейчас это домовой храм ГТГ, где хранится величайшая православная святыня – чудотворная Владимирская икона Божией Матери. На праздник Троицы сюда на несколько дней переносят из залов ГТГ подлинную икону Андрея Рублева «Троица».