К концу XVII века урочище, в котором располагалась церковь святителя Николая, получило наименование «Блинники». Сытин упоминает, что тут действительно торговали блинами, но в XVIII веке «Блинники» каким-то образом трансформировались в «Кленники». Есть предположение, что это связано с явлением иконы святителя Николая в подмосковной деревне Кленники. В метрике 1886–1887 годов отмечено: «По сохранившемуся устному преданию, на том месте, где теперь находится церковь, в старину была кленовая роща».
Сопоставление ружных книг за 1677, 1681 и 1699 годы (в такие книги записывалась руга — жалованье, выплачивавшееся от казны причту церквей, не имевших доходов) показывает, что за последний указанный год место церкви Симеона Дивногорца в перечне по местоположению, составу причта и размеру руги занял храм святителя Николая на Покровке в Блинниках. Храм упоминался с 1620 года в Писцовой книге и делах Каменного приказа также Казанским — то есть церковь, именовавшаяся ранее Симеоновской, стала называться по новым престолам.
Церковь существенно была перестроена после пожара 1701 года: верхнюю часть четверика разобрали, а нижнюю превратили в подклет, над которым возвели новый, двусветный объем с апсидой и притвором, приобретший черты «нарышкинского стиля». Тогда же построен придел Казанской иконы Божией Матери.
После пожара 1748 года церковь была значительно обновлена. Трехъярусная барочная колокольня сооружена в 1749 году. О других обновлениях церкви упоминают в 1853, 1868 и 1894 годах.
В 1892–1923 годах настоятелем храма был протоиерей Алексий Мечев, ныне прославленный Русской Православной Церковью.
В 1914–1915 годах во дворе храма был построен небольшой двухэтажный домик для причта на средства известного книгоиздателя И. Д. Сытина — в благодарность за разрешение, данное ему настоятелем храма, протоиереем Алексием Мечевым, вывести на церковный двор окна принадлежавшего Сытину многоэтажного дома (№ 7/8) (по тогдашнему закону между сопредельными владениями возводились глухие стены).
В 1919 и 1925 годах было проведено обследование храма архитекторами, сделавшими заключение, что построено здание было поэтапно — северная и южная части являются как бы отдельными церквами, примкнутыми одна к другой — верхние карнизы их имеют разную форму. Северная сторона построена раньше. Сначала это была небольшая низенькая церковка, которую затем надстроили, о чем можно, в частности, судить по неправильности фор мы северной абсиды. Надстройка сочеталась с возведением южного придела большего размера.
Многократные ремонты и поновления очень исказили фасад церкви, окна лишились наличников. Внимания специалистов храм не привлекал, и в публикациях о выдающихся московских церквях сведения о нем не встречаются.
В 1926–1928 годах по инициативе прихода и настоятеля храма о. Сергия Мечева были произведены реставрационные работы под руководством известного архитектора-реставратора Д. П. Сухова. Они затронули фасады и нижний этаж церкви, где в северной части были выявлены элементы древней архитектуры и воссоздан придел, освященный во имя святого Алексия, человека Божия. Были исследованы и восстановлены окна первого яруса северного придела, оконные обрамления абсиды и четверика церкви, установлены кубчатые решетки по древнему образцу.
В 1932 году храм был закрыт. Последняя Божественная литургия совершалась на Благовещение. После нее единственный к тому времени остававшийся на свободе священник храма был арестован. 23 сентября (6 октября) храм был окончательно закрыт и разорен.
С колокольни была снесена глава, а с четверика — глава вместе с восьмигранным барабаном, так что завершаться он стал просто четырехскатной крышей.
Здание церкви использовалось после внутренней перепланировки как подсобное помещение соседних учреждений — в доме № 3 располагался ЦК ВЛКСМ, который и разместил здесь свою бухгалтерию. Алтарная часть использовалась под кассы. В четверике на уровне высоких окон был выстроен верхний этаж. Все церковное убранство и росписи стен были с большим тщанием уничтожены, исключение составила лишь роспись недоступно высокого потолка четверика Ка занского придела. Часть здания храма была перестроена под жилье. Здание состояло на государственной охране.
После возвращения храма верующим 18 июля 1990 года разрушенные главы были восстановлены.
Силами клириков и прихожан был установлен каменный иконостас тонкой работы.
С 1990 по 2009 год настоятелем храма святителя Николая в Кленниках был из вестный протоиерей Александр Куликов. Все эти годы своего служения отец Александр духовно окормлял еще остававшихся в живых членов маросейской общины времен святого праведного Алексия и священномученика Сергия.
Благоговейное богослужение батюшки, неустанное руководство паствой со внимательным, добрым отношением к каждому приходящему привлекали к нему людей.
26 сентября 2001 года состоялось перенесение мощей святого праведного Алексия, пре свитера Московского, в храм, где он служил.