Полное название этого храма — церковь Николая Чудотворца в Верхних Садовниках. По документам 1390–1404 годов, на этом месте находился Никольский монастырь. А начиная с 1475 года здесь уже числилась деревянная церковь Святителя Николая Чудотворца на Песку.
Каменное здание храма было построено в 1656– 1657 годах на средства Аверкия Кириллова, чьи палаты стояли рядом с церковью. Существует предположение, что эти два здания первоначально соединялись крытой галереей. Аверкий пожертвовал храму крест с драгоценными камнями работы лучших кремлёвских мастеров, иконы с богатыми окладами, многочисленную церковную утварь. Под северной папертью был семейный склеп Кирилловых, где думный дьяк и нашёл вечное упокоение.
Церковь Николая Чудотворца, как и палаты, была построена в стиле русского узорочья. Форма храма была традиционной для того времени — в виде бесстолпного (то есть без внутренних столбов) четверика с колокольней и трапезной. Вместе с тем внешнее оформление церкви поражало воображение: массивное крыльцо с кувшинообразными столбами, изразцовые вставки с двуглавыми орлами, разноцветные кокошники, пояски. Только оконных завершений было несколько разновидностей — треугольные, килевидные, трёхлопастные.
Храм был нарядным, ярким, разноцветным — для окрашивания декоративных элементов строители использовали пять цветов! Вместе с палатами церковь представляла уникальный архитектурный ансамбль, который чудом дошёл до нас, хотя и с некоторыми потерями.
До нашего времени не сохранилась колокольня церкви: её разобрали в 1932 году, когда строили Дом на набережной. В годы Великой Отечественной войны московские храмы стали настоящим спасением для музейных ценностей. Древние подклеты с толстыми стенами надёжно защищали раритеты от вражеских авианалетов. Церковь Николы на Берсеневке не стала исключением.
Здесь хранились коллекции Исторического музея, Музея революции, Биологического музея и других фондов. В середине XX века в храме провели частичную реставрацию. Но только в 1996 году церкви Николы на Берсеневке вернули утраченное многоцветье. Храм вновь предстал во всём своём великолепии.