Белокаменный храм в московской Овчинной слободе был построен в 1612 году, 3 декабря 1613 года – освящен при благоверном Царе и Князе Михаиле Федоровиче Романове. Главный престол храма был освящен во имя Покрова Богородицы, и потому долгое время храм носил именно такое название.
В дальнейшем храм несколько раз перестраивался. Во второй половине XVII века расширялась трапезная, а с юга был пристроен придел Архангела Михаила. Около 1700 года трапезная была вновь расширена, а также была сооружена колокольня. Примерно в это же время на окнах апсиды появились наличники. В конце XVIII крыша храма была заменена на четырёхскатную.
Как и многие объекты религиозного назначения, в 1930-е годы храм был закрыт и передан в народное хозяйство. В его стенах попеременно размещались различные конторы, пекарня, общежитие, использовался храм и как подсобное помещение. В 1955-1961 годах рядом было построено административное здание, и храм оказался «спрятанным» в его внутреннем дворе. При этом, перед строительством нового здания было поставлено под вопрос само существование храма – предлагалось снести его или же разобрать и перенести на новое место, однако историко-культурная ценность храма все же была взята во внимание, и его удалось сохранить на прежнем месте почти нетронутым.
В 1960-е годы в храме была проведена реставрация, однако его внутреннее убранство почти не сохранилось за годы хозяйственного использования: роспись была уничтожена полностью, иконостас утрачен. Лишь две иконы, «Суббота Всех Святых» работы царских изографов 1642 года и Владимирской Богоматери, созданная знаменитым иконописцем Симоном Ушаковым в 1652 году, попали в Третьяковскую галерею из реставрационных мастерских и таким образом были сохранены.
В 1997 году храм был возвращён православной церкви, и после реставрации в нем возобновились богослужения. В настоящее время храм Михаила Архангела является памятником архитектуры федерального значения.