Построена в 1848 году (архитектор Фандервейде) как временная адмиралтейская церковь на период строительства Никольского адмиралтейского собора. К этому времени часовня во имя Николая Чудотворца, заложенная ещё в июне 1783 года, обветшала, поэтому, получив высочайшее разрешение, её разобрали и приступили к строительству монументального собора. С перерывом в период осады Севастополя его возвели и освятили в 1857 году. В 1930 году собор закрыли, в годы второй мировой здание было сильно разрушено. Его реконструировали и разместили Дом офицеров Черноморсского флота. Церкви Св. архистратига Михаила повезло больше: она сохранилась, хотя и не передана общине.
Здание сооружено из инкерманского камня прямоугольной формы с полуциркульной апсидой в восточной части. Портал выполнен в виде ниш, перекрытых арками, с резными архивольтами, опирающимися на колонны.
В первую оборону города храм стал временной гарнизонной церковью, в ней отпевали погибших адмиралов: В.А. Корнилова, В.И. Истомина, П.С. Нахимова. Войдя на Южную сторону города, французы установили в ней алтарь и проводили католическую службу. Ремонтно-восстановительные работы были проведены после Крымской войны на средства подрядчика Ивана Красильникова. В храме имелись четыре иконы - святых Великих князей Владимира и Александра Невского, апостола Павла и архистратига Михаила, имена которых носили князь А.С. Менши-ков, князь М.Д. Горчаков, адмирал П.С. Нахимов и вице-адмирал В.А. Корнилов - деятели 349-дневной обороны Севастополя.
К её 50-летию на центральном фасаде церкви установили мраморные мемориальные доски с перечислением частей войск гарнизона, принимавших участие в обороне 1854-1855 годов.
С 1889 года являлась церковью 50-го Белостокского пехотного полка, после 1917 года - читальня имени французского коммуниста А. Марти, с 1931-го - Дом санитарного просвещения, с 1968 года - 7-й зал музея ЧФ РФ.