К началу ХХ века в Санкт-Петербурге проживало около 4000 эстонцев. Обитали они в основном в районе Коломны. В 1894 году здесь возник эстонский православный приход, возникла необходимость в строительстве собственного храма. В 1898 году Павлом Петровичем Кульбушем было основано Общество Православных эстов, названное именем священномученика Исидора.

Место для новой церкви выбрали на набережной канала Грибоедова. Этот участок у Городской думы был выкуплен лично Николаем II. Первое пожертвование на строительство храма сделал отец Иоанн Кронштадтский.

В 1901 году архитектором здания церкви и церковного дома стал член Общества, уроженец Эстонии Александр Артемьевич Полещук. 30 марта 1903 года была освящена временная деревянная часовня. При церемонии закладки храма 21 декабря это место освятил Иоанн Кронштадский. Перед началом строительство вокруг участка дважды обнесли икону Николая Чудотворца из Никольского собора, а затем Иоанн Кронштадский заложил в фундамент первый камень. К декабрю 1903 года была освящена церковь в двухсветном зале только что отстроенного приходского здания. Здесь расположились школа, общежитие, зал для бесед, книжный склад и библиотека.

К 1905 году здесь был возведён каменный двухэтажный храм. Его нижний придел был освящён в 1908 году во имя Николая Чудотворца, верхний - в 1907 году во имя Исидора Юрьевского. С 1906 года в верхнем храме начались богослужения на церковно-славянском, а в нижнем - на эстонском языках.

25 февраля 1935 года храм был закрыт. Часть имущества передали Никольскому собору. Внутреннее пространство здания было перепланировано для нужд живописно-оформительского Худфонда.

Вновь эстонская церковь стала открыта в 1994 году. К 2003 году была выполнена реставрация здания, на куполах установили православные кресты.

Церковь открыта по выходным и праздничным дням с 8:00 до 19:30.