В 1909 году Елец посетил брат императора Николая II — князь Михаил Александрович. По инициативе Елецкого общества хоругвеносцев было решено возвести в честь этого события храм. В том же году городская дума переименовала улицу Орловскую в Великокняжескую и началось строительство церкви. Все расходы на себя взял купец Александр Заусайлов. Несмотря на скепсис горожан, здание было готово через два года. 11 февраля 1911 года состоялось торжественное открытие. Архитектором выступил Эдуард Вильфарт. По его задумке, церковь была продолжением небольшой часовни, построенной в 1883 году в честь императора Александра II. Одной из отличительных особенностей храма был хрустальный крест. Днем он красиво сиял на солнце, а ночью освещался электричеством. Внутри церковь была полностью покрыта майоликовой плиткой. Окна украшали витражи, а пол был устлан паркетом. В строительстве использовались самые современные технологии начала XX века: бетонные своды, электричество, водяное отопление и даже подъемная люстра.
В 1928 году в храме был создан антирелигиозный музей, а с 1956 года здание использовали как склад. В 1990-х годах строение передали Русской православной церкви. Началась реставрация. В наши дни храм восстановлен и открыт для всех желающих.