Ініціатором будівництва був князь Д. М. Голіцин, який заповів кошти на будівництво «установи Богу бажаного і людям корисного». Після смерті Д. М. Голіцина в 1793 році було розпочато будівництво, ним керував двоюрідний брат князя - таємний радник А. М. Голіцин. Таким чином, в 1802 році в Москві з'явилася третя безкоштовна міська лікарня, в яку могли звернутися за допомогою люди з будь-яких верств суспільства, крім кріпаків.
Церква Димитрія, царевича, при Голіцинському лікарні розташовується всередині одного з корпусів медустанови і являє собою храм-ротонду. За формою - будова кубообразное, з шестиколонним дорическим портиком. На масивному сферичному барабані височіє величезний півсферичний купол, що вінчає акуратний глухий барабан з маленькою головком. З фасаду, з боків будівлі височіють круглі дзвіниці. Всередині розташована кільцева колонада з ионическим ордером зі штучного мармуру. Високі арки в стінах обрамлені двоколонні вставками коринфського ордера. Стіни ніш виконані в техніці гризайль, яка імітує скульптурний рельєф. Купол, діаметр якого дорівнює 17,5 метрам, складається з двох частин: нижньої, кессонірованний (з заглибленнями), і верхньої, прикрашеної живописом.
Храм Димитрія, царевича, при Голіцинському лікарні
Храм освятили (в 1801 р) в честь вмч. Димитрія, так як покійний князь Голіцин носив те ж ім'я. На церемонії був присутній новоспечений імператор Олександр I (всього тиждень тому пройшла його коронація, коли він змінив на троні батька). Олександр Голіцин скористався цим щасливим випадком і постарався звернути увагу імператора на своє дітище, а також випросив дозвіл перевезти прах брата з Відня (Дмитро Михайлович був послом у Відні) в Москву. А, треба сказати, це було дуже важко, як мінімум, з юридичної точки зору.
Усипальниця Голіциних. Не збереглася.
Надалі храм Димитрія, царевича, при Голіцинському лікарні став усипальницею обом братам - і Дмитру, і Олександру.
На початку 19 століття керуючим лікарні був Х. І. Цингер (дід знаменитого математика і філософа В. Я. Цингера), він став відомий завдяки виявленої відвазі під час війни з Наполеоном: залишившись в окупованій Москві Х. І. Цингер не дозволив французьким солдатам розорити і зруйнувати лікарняний храм. Згодом він отримав звання спадкового дворянина.
А в 1918 році обитель закрили, склеп розікрали, а прах Голіциних перепоховали у дворі (до сих пір не відомо, де саме). Церква використовувалася в якості службового лікарняного приміщення, їдальні.