Село Карпово (до Смутного времени называлось Детялино, Воскресенское, Воскресенский Погост) было вотчиной Московского Богоявленского монастыря, что в Китай-городе. В Смутное время село было превращено в пустошь, и тогда же уничтожена деревянная церковь. 

Во второй половине XVII в. на пустоши Детялино поселились крестьяне, и пустошь стала сельцом, в котором вместе с деревнями Карпово и Дубровки в 1678 г. насчитывалось 29 дворов. В 1743 г. на средства Московского Богоявленского монастыря была заложена кирпичная церковь. Строительство завершилось в 1744 г. В XIX в. к храму пристроили трапезную и колокольню. Внутри устроили приделы в честь священномученника Харлампия и апостола Иоанна Богослова.

Церковь построена в традиционном для русской архитектуры XVIII в. стиле «восьмерик на четверике». 

В советское время, в 1930-1937 гг., храм неоднократно закрывали, но по настоятельным требованиям прихожан вновь открывали. Настоятель храма протоиерей Иоанн Лавров и диакон Владимир Величкин в 1937 г. были арестованы и отправлены в Таганскую тюрьму. В феврале 1938 г. на Бутовском полигоне они были расстреляны. После их ареста, в январе 1938 г. храм был закрыт окончательно. 

В 2002 г. храм возвращен Церкви. Храм сильно разрушен, начаты восстановительные работы.