Первая Воротниковская слобода (поселение городских привратников) находилась около стен Кремля, но в 1658 году она была переведена в село Сущево, где воротники и построили новый храм в честь своего покровителя – Пимена Великого. Деревянную церковь возвели в 1672 году, но она сгорела при пожаре. С 1696 по 1702 по благословению патриарха Адриана строится новый каменный храм. Впоследствии, церковь пережила несколько перестроек, был обновлен фасад и появился придел во имя Владимирской иконы Божией Матери по проекту К.М. Быковского.
В конце XIX века прихожане, после расширения храма, заказали архитектору Федору Шехтелю новый иконостас, одноярусный, как во Владимирском соборе в Киеве. В оформлении церкви была использована раннехристианская символика и элементы стиля модерн.
Храм освятили в 1907 году.
В 1936 году Пименовский храм стал основным храмом обновленцев, но после кончины «первоиерарх» Александра Введенского, 9 октября 1946 года, по окончании последней торжественной службы обновленческих раскольников, поддержавших советскую власть, храм вернулся в ведение Русской Православной Церкви.
Обратившись к возможностям византийского стиля, Ф.О.Шехтель создал проект, по которому группой талантливых мастеров (П.А.Баженовым, росписи; И.А.Орловым, резьба; А.Кузмичевым, ризы на иконах; и др.) за десять лет работ был выполнен один из лучших храмовых интерьеров, созданных в Москве на рубеже XIX-XX веков, отличавшийся необыкновенным величием, гармонией и красотой. Таким он сохранился и до наших дней.
Богослужения совершаются ежедневно в 8:00 и 17:00. В воскресные и праздничные дни совершаются две Божественные Литургии – в 7:00 и 9:30.
В пятницу в 17:00 служится акафист Божией Матери.
