В 1689 году, когда очередной виток борьбы за власть между Петром I и его сестрой царевной Софьей мог стоить жизни будущему реформатору, один из стрелецких полков под командованием Лаврентия Сухарева подержал Петра и последовал за ним в Троице-Сергиеву лавру. После того, как Софья потерпела поражение и была сослана в монастырь, Петр не забыл тех, кто поддержал его и в честь командира стрельцов на Сретенке в 1692 году началась возводиться башня, получившая название Сухарева.
Строилась башня в стиле нарышкинского барокко в два этапа. В первый были возведены два нижних яруса, в которых расположилась полковая изба Сухарева и школа фехтования. После того, как Петр I вернулся из Великого посольства по Европе, было решено возвести третий ярус в виде высокой башни, которая своим видом походила на здания ратуш в Голландии и Германии. Именно эта башня была в 1701 году отведена под школу математических и навигационных наук, которую возглавил Яков Брюс.
О Брюсе, одном из сподвижников Петра, в Москве ходили слуги как о маге и чернокнижнике, а Сухареву башню тут же окрестили его цитаделью и старались обходить стороной. Но поскольку основные учреждения Русского государства стали переезжать в недавно построенный Санкт-Петербург, школа была переведена сперва в Меньшикову башню, а затем и в будущую столицу империи.
После смерти Петра I Сухарева башня приходит в запустение, в ней часто случаются протечки и обрушения перекрытий. В ходе ремонтных работ крыша была заменена на черепичную, а позже на железную. Московский пожар 1812 года уничтожил большинство деревянных построек на Сретенке, но башня оставалась целой и после изгнания Наполеона здесь был размещен Сухаревский рынок.
В следующие сто лет через Сухаревскую башню прошли десятки учреждений – здесь был размещен резервуар Мытищинского водохранилища, склад городского архива, компрессорная станция, часовня, торговые лавки и различные канцелярии.
После революции 1917 года в Сухаревой башне осталась лишь трансформаторная подстанция, но в 1926 году сюда переехал Московский коммунальный музей, а само здание признано памятником архитектуры.
К сожалению, согласно плану Генеральной реконструкции Москвы от 1931 года, Сухарева башня была признана мешающей проезду транспорта и подлежала сносу. Несмотря на противостояние видных архитекторов и искусствоведов, вопрос был решен Иосифом Сталиным и Климентом Ворошиловым, которые постановили башню снести. Разрушение началось в апреле 1934 года и к июню было закончено. От башни остались только отдельные элементы в виде наличника, который вмуровали в стену Донского монастыря, различных украшений и деталей.
Идеи о восстановлении Сухаревой башни в разных местах Москвы появились еще в 70-е годы, однако ни одна из них так и не была реализована, а в память о пристанище чернокнижника Брюса существует лишь стела, установленная на месте некогда одного из высочайших сооружений Москвы.