1677 года церковь имела название Сретения мощей великого князя Черниговского Михаила. Первый каменный храм был возведен в 1695 году на пожертвования купеческой вдовы Иулиании Ивановны Малютиной. Эта характерная посадская церковь конца XVII века сохранилась до наших дней. Она состояла из трапезной и небольшого четверика с кокошниками, завершенного пятиглавием. С запада осевую композицию замыкала колокольня. В 1740 году к храму с южной стороны был пристроен придел Святой великомученицы Екатерины. Тогда же появился новый декор на фасадах притвора и трапезной, а крыша с кокошниками стала четырехскатной. В 1820 – 1830-х годах церковь была упразднена и считалась приписанной к храму Усекновения главы Иоанна Предтечи под Бором. Придел Святой Екатерины и верхняя часть колокольни были разобраны.
С 1924 года в здании храма Михаила и Феодора Черниговских находился молитвенный дом баптистов. В 1930-х годах храм окончательно закрыли. Вероятной датой закрытия церкви можно считать 1934 год. Об этом свидетельствует запись в каталоге древнерусского искусства Третьяковской галереи о передаче из церкви Черниговских чудотворцев иконы «Троица ветхозаветная с бытием» 1675 года, выполненной мастерами Оружейной палаты. В 1940-х годах главы четверика были разобраны. В 1970-х годах архитекторами А.В. Охом и С.С. Кравченко началась реставрация церкви, в результате которой было восстановлено пятиглавие, покрытое изумрудной глазурованной черепицей, раскрыто завершение с кокошниками, вычинена ограда с решеткой с востока от церкви вдоль переулка.
В 1991 году храм был возвращен верующим, а 3 октября 1993 года, в день памяти Михаила и Феодора Черниговских, заново освящен. Огромную роль в восстановлении прихода сыграл протоиерей Сергий Торопцев. В 1991 году в Богоявленском кафедральном соборе Святейший Патриарх Алексий II рукоположил протодиакона Сергия в священнический сан, а через несколько дней он был назначен настоятелем вновь открытого храма в честь Михаила и Феодора Черниговских чудотворцев. Будучи отличным электриком, плотником и сварщиком, всю работу по подготовке храма к богослужениям отец Сергий проделал собственными руками и с помощью немногочисленных прихожан. В начале ХХ века, когда храмы Черниговского переулка уже были объединены в один приход, церковь Михаила и Феодора, использовалась как летняя. С 1991 года все богослужения, даже зимой, проходили в неотапливаемом храме. Верующие помогали церкви: ставили рамы, двери, приносили маленькие обогреватели, покрывали каменный пол досками. Иногда на службу приходило два человека, а зимой отец Сергий вел богослужения и вовсе без прихожан.
В течение пяти лет настоятель боролся за возвращение приходу соседнего храма Усекновения главы Иоанна Предтечи под Бором, который был занят демонстрационным залом декоративного стекла. За 1992 – 1994 годы стараниями отца Сергия приходу были возвращены здания богадельни, колокольни и церковного дома. В 1990-х годах хор церкви Михаила и Феодора Черниговских был одним из лучших в Москве благодаря своему регенту И.Д.