Известно, что на этом месте находился деревянный храм (упоминается в 1625 г.), нынешний же построен в 1675 году как придельный к соседней церкви Иоанна Предтечи, и до 1920-х годов оставался приписным к ней. Теперь, напротив, церковь Иоанна Предтечи числится приписной к этому храму. Оба имеют статус Патриаршего подворья.
Храм освящен в честь князя Михаила Черниговского и его ближнего боярина Феодора, умерщвленных в 1246 году в ставке Батыя за отказ пройти языческий обряд. В документах XVII века храм значился в честь Сретения Михаила; это дает основания предполагать, что именно тут в 1578 году были встречены мощи св. князя Михаила, перенесенные в Москву по желанию царя Иоанна IV Грозного. Позднее мощи были перенесены в Архангельский собор Московского Кремля.
В 1740 году к храму был пристроен южный придел св. Екатерины, разобранный в 1830 году. К XIX веку была утрачена шатровая колокольня, а основной четверик подведен под четырехскатную крышу.
Был закрыт в 1924 году и передан баптистам, позже использовался как склад.
В 1977 году вместе с соседним храмом Иоанна Предтечи церковь стали реставрировать. К 1982 году были восстановлены главы, крытые зеленой глазурованной черепицей, четырехскатное покрытие четверика расшито с восстановлением ярусов кокошников.
Возвращен верующим в 1991 году, освящен 3 октября 1993 года, в день памяти Михаила и Феодора Черниговских.