Церковь Варвары Великомученицы на Варварке, давшая название одной из старейших улиц Москвы, была построена на этом месте в 1514 г. зодчим Алевизом Новым по заказу богатых «сурожан» – купцов, выходцев из Судака (тогда называвшегося Сурож). В летописи место постройки обозначено «за торгом, против Панского двора». Эта церковь вскоре после постройки приобрела в Москве большую популярность. По ней в XVI в. была названа не только улица, но и угловая башня Китай-Города – Варваринская. Варварка до XVI в. называлась Всехсвятской улицей, по церкви Всех Святых на Кулишках.

Внешний вид белокаменного алевизовского храма можно только представлять по старинным генеральным планам. Церковь Варвары была квадратной в плане, с выступающими с четырех сторон полукружиями, может быть, сходная с церковью Петра Митрополита в Высокопетровском монастыре.

В 1795 г. московский митрополит Платон приказал разобрать старинное здание церкви, которая к тому времени еще была «вся в твердости, утварью предовольная», из соображений ее несоответствия общему облику места. Новый храм строился с 1796 по 1804 гг. по проекту Родиона Казакова на старом алевизовском фундаменте. Основной его объем – крестообразный в плане, с портиками, фронтоны которых опираются на коринфские колонны. Внутри церковь очень светлая – за счет двух ярусов окон и подкупольного барабана со световыми окошками. Это прекрасная представительница зрелого московского классицизма – сдержанный внешний декор с четкими линиями всего основного объема, широкий круглый купол с небольшой главкой. Колокольня храма – не очень высокая, завершается небольшой полусферой с крестом; верхний ярус звона с широкими арочными проемами, обрамленными пилястрами с коринфскими капителями и фронтонами. Второй ярус был сломан после 1917 года и восстановлен в 1967 году при реставрации (под руководством архитектора Г.А. Макарова). Внутри церкви сохранились росписи XIX века и хоры-ложа в западной части.

Как было со многими храмами, и в Варваринской церкви в советское время находился склад; позже ее передали под конторские учреждения; к 1980 г. в ней помещался Совет московского областного отделения Всероссийского общества охраны памятников истории и культуры (ВООПИиК). С 1991 г. она снова передана верующим.

Объект культурного наследия федерального значения.