
Строительство дворцового храма началось в 1753 году при Елизавете Петровне. В 1762 году церковь была освящена как Воскресенская. Позже, в 1763 году, храм вновь освятили — во имя Спаса Нерукотворного Образа. Это одно из трёх помещений резиденции, сохранивших первоначальный замысел архитектора Франческо Бартоломео Растрелли. Дворцовый храм стал выдающимся образцом русского барокко.
Большая церковь предназначалась для торжественных богослужений. Так, 14 ноября 1894 года здесь состоялось венчание императора Николая II с Александрой Фёдоровной.