Здание совершенно нехарактерного для петербургской архитектуры внешнего вида. Храм был заложен в 1777 году в честь победы русского флота над турецким в Чесменской бухте и построен в псевдоготическом стиле известным архитектором Юрием Фельтеном. Стрельчатые окна, вертикальные белые тяги, остроконечные башенки-пинакли, зубчатый переплет — такое в Петербурге встретишь нечасто. Эта церковь вкупе с Путевым дворцом составляла ансамбль, обращенный к Царскосельскому тракту. Они были построены по велению Екатерины II, которая хотела здесь отдыхать на пути в летнюю резиденцию. В XIX веке дворец был перестроен под нужды богадельни ветеранов Отечественной войны 1812 года. В 1919 году богадельню выселили, организовав в стенах дворца и церкви Чесменский лагерь принудительных работ («Чесменка») — первый подобный в РСФСР. Он просуществовал три года. В 1930-х годах дворец был передан Автодорожному институту, а в 1941-м — Ленинградскому институту авиаприборостроения.