Храм был построен как центр московской Овчинной слободы в XVI веке. Впервые Московский храм Архангела в Рунове упомянут в 1551 году.
К 1657 году был возведен каменный храм - четверик с трехчастным алтарем и небольшой трапезной. Главный престол его был освящен во имя Покрова Пресвятой Богородицы. Вскоре с юга к четверику был пристроен придел Михаила Архангела. Трапезная была расширена.
На рубеже XVII - XVIII веков трапезную увеличили с запада и пристроили к ней колокольню. Одновременно был переделан четверик. Окна на апсиде получили существующее оформление, был изменен карниз апсиды и трапезной.
Двусветный четверик, вытянутый с севера на юг и перекрытый сомкнутым сводом с горкой кокошников - самая древняя часть храма. Четверик имел редкое завершение трехглавием, расположенным на поперечной оси.
В начале XVIII века четверик был надложен для устройства четырехскатной кровли. Кровля скрыла горку кокошников, а от трехглавия осталась одна глава. Четверик сохранил декор XVII века: колончатные наличники окон с фронтонами, развитой кирпичный карниз, наеденные пилястры и угловые спаренные полуколонки. Первоначальный южный портал обрамлен двойными гранеными полуколоннами с белокаменными «дыньками» и завершен килевидной аркой из двух кирпичных валов.
Низкий, почти квадратный в плане придел перекрыт оригинальным двухоболочечным сводом. Верх его был выполнен в виде парапетной стеночки из кокошников и завершался небольшой главкой.
Декоративные детали апсиды - кирпичный карниз с сухариками, повторенный на трапезной, белокаменные обрамления окон с колонками на кронштейнах и гребнями в завершении - относятся к XVII веку, когда восточный фасад храма вышел во вновь сформированный переулок.
Трапезная с приделом выступала в переулок, и в ампирное время эти фасады получили свойственное ампиру очертание прямоугольных окон и плоский фриз, а старый декор был сбит или заложен.
Двухъярусный четверик колокольни несет открытый восьмерик арочного звона, увенчанный главой; фасады декорированы кирпичными карнизами, тягами и лопатками по углам.
Около 1879 года храм вновь обновлялся. При этом были растесаны окна четверика, и исчезли некоторые первоначальные детали.
С момента прокладки Водоотводного канала церковь была одним из главных украшений Овчинниковской набережной. Ее двор выходил в Малый Овчинниковский переулок, который соединял Овчинниковскую набережную с Большим Овчинниковским переулком.
Около 1932 года храм был закрыт и до 1955 года использовался для различных хозяйственно-производственных нужд. После постройки в 1955 году здания Госкомитета по внешним экономическим связям храм, оказавшийся во дворе этого корпуса, был передан этому комитету. В здании храма разместились архив и библиотека комитета, а также «крематорий» - там сжигались ненужные документы.
Храм возвращен Церкви в 1997 году. Богослужения возобновлены в 1998 году.