Изначально церковь была деревянной, но в 1612 году была сожжена поляками.
Церковь Варлаама Хутынского двухэтажная, небольшая. Западный фасад здания с главным входом украшает полуротонда, поддерживаемая четырьмя стройными ионическими колоннами. Над ней в глухом рустованном кубе возвышается высокий сквозной четверик звона колокольни, грани которого вогнуты, а срезанные углы оформлены парными коринфскими колоннами и пилястрами. Пилястры поддерживают скромный и легкий фриз. Венчает колокольню сложный пирамидальный купол с тонким грушевидным шпилем. Интересен купол над восточной частью здания в виде необычного овального изящного фонаря с маленькой главкой. В роли двух других глав на основном объеме храма неожиданно выступают декоративные вазы на постаментах с лепными гирляндами, делающими вазы очень нарядными. Столь уникальное использование ваз великолепно соответствует общему, чисто светскому характеру архитектуры храма.
Храм закрыт 20 марта 1929 года.
Дата строительства: 1780 год
Охрана памятника: памятник истории и культуры федерального значения
Архитектурный стиль: церковь выполнена в стиле раннего классицизма, а её архитектором, судя по оригинальности строения, был, скорее всего, столичный петербургский мастер.
Современное состояние: в настоящее время в нем располагается федеральное государственное учреждение культуры «Всероссийский художественный научно-реставрационный центр им. акад. И. Э. Грабаря».
