В середине XVIII века эту территорию на Невском проспекте занимали императорские конюшни с деревянными домами при ней. В 1770 году участок был подарен петербургским армянам. В мае 1772 года по личной просьбе ювелира двора её императорского величества Ивана Лазарева Екатерина II разрешила построить здесь Армянскую церковь во имя святой Великомученицы Екатерины. Храм построен в 1771-1775 годах по проекту Ю. М. Фельтена, вместе с ним же и доходный дом (№42). Освящена церковь 18 февраля 1780 года.

Дом №40 построен в 1794-1798 годах, предположительно архитектором Е. Т. Соколовым. В доме №42 в 1811-1821 годах работала армянская типография, жил граф М. М. Сперанский. Здесь он завершил создание полного собрания законов и Свода законов Российской империи. Дом №42 перестроен в 1835-1837 годах по проекту А. И. Мельникова, надстроен один этаж. В 1830-х годах в доме №40 находилась известная тогда кондитерская А. Амбиеля, затем - ресторан И. Л. Излера. С 1854 по 1872 год в доме №42 жил Ф. И. Тютчев. Здесь он написал знаменитое Умом Россию не понять . С 1878 года в доме работал крупный книжный магазин А. С. Суворина.

В 1906-1909 годах оба доходных дома отреставрирован по проекту А. И. Таманяна. Тогда была установлена решётка входных дверей в церковь.

В 1930 году церковь была закрыта, здание разделено на два этажа. После Великой Отечественной войны здесь разместилась декорационная мастерская.

Здание храма возвращено армянской общине в 1993 году, в 2000 году выполнена реставрация. Сейчас в доме №40 работает Комитет по культуре Администрации Санкт-Петербурга.