Роботи по будівництву зайняли трохи більше року і обійшлися М. С. Грачова в 40000 рублів. У 1895 р «Московські церковні відомості» повідомляли: «22 жовтня в Петровському парку, при дитячих притулках імені Її Імператорської Високості Великої княгині Єлизавети Федорівни і Принца Петра Георгійовича Ольденбургского, було здійснено освячення храму в ім'я Митрофана, єпископа Воронезького, спорудженого ретельністю скарбника Московського ради дитячих притулків М.С.Грачева. Знову споруджений храм зроблений в давньоруському стилі з п'ятьма главами, вершини яких увінчані дзеркальними в металевій оправі хрестами. Із західного боку до храму примикає невисока дзвіниця. Чин освячення та після оного літургію здійснював член московської контори Священного Синоду Преосвященний єпископ Анатолій з місцевим благочинним протоієреєм П.В.Пріклонскім, священиками з церков Благовіщення Божої Матері, що в Петровському парку, Святого Симеона Стовпника на Кухарський та іншим духовенством. Співав Синодальний хор. При закінченні богослужіння були проголошені многоліття Государю Імператору, государині імператриці, Спадкоємцеві Цесаревичу, Великому князю Сергію Олександровичу та Найяснішій Дружині Його Єлизаветі Феодорівна і всьому Королівському Дому, Храмоздатель рабу Божу Митрофану і всім православним християнам ».

Маленька однопрестольний церква була прикрашена кіотами із зображенням святителя Митрофана над західним входом і в центрі південного фасаду, над вікнами. Дзвіниця, як і храм, завершувалася шатром. Внутрішнє приміщення зліва огороджують гратами - мабуть, там проходила сповідь. Храм висвітлювався невеликим двоярусним панікадилах з підвісками і опалювався двома печами. Пол був викладений великими білокам'яними плитами. Навколо церковної території тягнулася невисока огорожа з металевої сітки.
Вже на наступний день після освячення церкви в листі до главноуправляющему Канцелярією благодійного відомства графу Н.А.Протасову-Бахметеву Грачов повідомляв, що прийняв на себе ктіторство і витрати по утриманню спорудженого їм храму, який він жертвує «з усією начинням в повну власність Ради дитячих притулків ».

Перші роки в храмі свого причту не було і служби здійснювали священики з інших парафій. У 1898 р до храму висвятили о. Михайла Олексійовича Певницького (1871 р.н.), сина священика з Нижегородської губернії, закінчив в 1897 р Московську духовну академію. За старанне виконання службових обов'язків в храмі і праці по вихованню в дітях релігійно-моральних начал (він був законовчителем притулків) о. Михайла нагородили набедренником.
5 (18) лютого 1899 р помер Митрофан Семенович Грачов, він був похований в склепі, влаштованому під Мітрофаніевском храмом. Вдова Варвара Миколаївна Грачова перед закриттям церкви перенесла прах чоловіка на Введенському Німецьке кладовище. В наші дні щороку в день Ангела Митрофана Семеновича прихід здійснює панахиду на цвинтарі на його могилі.
У 1901 р архітектор Г.А.Кайзер за дорученням Варвари Миколаївни створив «попередній проект на прибирання церковної живописом церкви в ім'я святителя Митрофанов чудотворця Воронезького». Грачова просила і про дозвіл провести на території церкви дренажні роботи і здійснити внутрішню обробку склепу.
У той же рік, в зв'язку з народженням у страстотерпців імператора Миколи II і імператриці Олександри Феодорова четвертої дочки Анастасії, на екстреному засіданні МСДП було постановлено «негайно відкрити в Москві, в Петровському парку, на землі
Ради притулків, в наявному вільному двоповерховому будинку, дитячий притулок для 20 живуть дівчаток, на що випросити Найвища Їх Імператорських Величності зволення, з присвоєнням притулку найменування «Дитячий притулок імені Великої княжни Анастасії Миколаївни». В цей притулок було визначено переводити досягли 8-річного віку вихованок з Єлисаветинського і Ольденбургского притулків ». 22 грудня (4 січня), в день пам'яті великомучениці. Анастасії Узорішительниці та іменин Великої княжни Анастасії, відбулося освячення притулку
У 1907 р 23 жовтня о. Михайло був призначений священиком до Московської Космо-Даміанской церкви в Тага слободі і незабаром настоятелем Мітрфаніевского храму став о. Дмитро Савватиевич Дмитрієв, але вже в1910 р він був переведений настоятелем до церкви при притулку для невиліковно хворих імені митрополита Сергія.
Тоді ж священик Введенської церкви села Нагірного Дмитровського повіту Олександр Петрович Розанов звернувся до Ради з проханням «удостоїти [його] обранням» на вільне місце священика Мітрофаніевском церкви. «Мати своїх дітей мене Господь не благословив; дайте мені можливість послужити на благо інших дітей, яких у Вас багато. Довіртеся до мого прохання, а я постараюся виправдати Вашу довіру », - писав він. Прохання о.Олександра було задоволено, пізніше, в 1917 р, він був призначений і директором притулків.

е рік свого служіння о. Олександр пожертвував 200 рублів на збільшення безкоштовних вакансій в дитячих притулках, за що був відзначений «Височайше затвердженим знаком Ради». (Цей нагородний знак за номером 100 майже через століття, в 1999 р, був виявлений під час ремонту будинку причту, під мостинами. Можливо, його сховали в революційні роки.)
У штаті Мітрофаніевском причта складалися і псаломщики. Відомі імена Івана Соловйова, Олексія Орлова. Михайла Івановича Лебедєва.
У 1911 р Варвара Миколаївна подала прохання на ім'я митрополита Московського і Коломенського Володимира, в якому писала: «... Для церковного поминання про свого чоловіка, про мене і наших дітях я бажаю збудувати будинок для безкоштовного приміщення причту того храму на свої власні кошти і, крім того, покласти капітал на утримання і ремонт оного будинку ... Понад те бажала б згодом, коли знайду це для себе можливим, побудувати на власні кошти богадільню або какоелібо подібне благодійна установа ». У 1912 р двоповерховий будинок причту був побудований.
У 1914 р о. Олександр звернувся до Ради з проханням дозволити зняти хлопець з притулку паркан зі східного боку храму, залишивши тільки церковну огорожу, він писав: «в церковній огорожі завжди грають діти самого малого віку, зі збільшенням огорожі крихітка роздолля додасться».
20 липня 1916 г. притулки відвідала прмц. Велика княгиня Єлизавета, котра висловила «своє задоволення з приводу стану притулків, а також здоров'я і зовнішнього вигляду дітей, що свідчить про дбайливості і уважне ставлення до них з боку наглядачок і всього службового персоналу».
У 1917 році в ніч на 25 березня в храмі Святителя Митрофана були зламані замки і осквернений вівтар - з престолу викрали велике і мале Євангелія, срібні дарохранильниці і хрести, з церковного ящика поцупили гроші. Настоятель повідомив про це комісаріат, а в донесенні до Ради дитячих притулків гірко констатував: «При колишньому порядку біля храму був пост городового, а зі знищенням цього поста сторожі храму ніякої не було, та й після пограбування храму такої немає, так що сумний випадок може повторитися і ще ».
Ймовірно, вже на початку 1918 р було піднято питання про закриття храму, так як в Раду надійшов документ, який повідомляв, що «кожен, хто працює Ольденбургского притулку, а також і батьки дітей склали з себе колектив віруючих і просять залишити церкву Святителя Митрофана без зміни, тобто щоб в ній відбувалися богослужіння і всі треби ».

У 1922 р настоятелем був призначений о. Володимир Медведюк. У о. Володимира і матінки Варвари було п'ятеро дітей: сини Микола, Анатолій, Сергій, Митрофан і молодша дочка Ольга. Брати померли в 1980-х роках. Ольга Володимирівна (1930 р.н.) згадувала: «Я народилася в червоному двоповерховому будинку причту Мітрофаніевском храму, де ми займали кілька кімнат на другому поверсі». Ольга Володимирівна була одружена з нині покійному митрофорного протоієрея Руфом Олександровичем Поляковим, їх старший син - протоієрей Сергій Поляков, настоятель московського храму Святої Трійці в Воронцово.

За розповідями парафіян, храм завжди був сповнений, в нього збиралися моляться з усією Москви. Сщмч. Володимир Медведюк був духовним сином св.прав. Алексія Мечева, і все мечевскіе традиції ретельно зберігалися в храмі. Тут щотижня служити акафіст Божої Матері «Стягнення загиблих», особливо шанувався преподобний Серафим Саровський, і дівєєвські матінки приїжджали до о. Володимиру. За роки служіння він був удостоєний наступних нагород: в 1920 році нагороджений фіолетовою СКУФ, в 1921 році - набедренником, в 1923-м - камилавкою, в 28-му - наперсним хрестом, а в 1935 році - протоіерейством.
У грудні 1929 року свщмч. Володимир був заарештований і засуджений до 3 років виправно-трудових таборів, термін відбував на Біломорсько каналі. У ці роки в Мітрофаніевском храмі служили ієрей Михайло (Решетніков), ієромонах Ксенофонт і о. Іоанн ..

Сщмч. Володимир, повернувшись з місць позбавлення волі в 1932 році, разом з родиною жив в Загорську, але продовжував служити в Мітрофаніевском храмі в Москві. Після закриття церкви переїхав в село Язвіще Волоколамського району та служив в Троїцькому храмі. 24 листопада 1937 року про. Володимира знову заарештували. «В той чорний листопадовий вечір, коли він готувався служити замовну заупокійну службу, - пише Ольга Володимирівна, - він стояв у своїй кімнаті біля вікна і вичитував правило, як раптом повз вікна пройшли двоє, міліціонер і голова сільради. Пам'ятаю, тато сказав мені: «Здається, зараз за мною прийдуть». 3 грудня 1937 р протоієрей Володимир Медведюк був розстріляний і похований в безвісної загальній могилі на
Бутовському полігоні. 20 серпня 2000 р в день пам'яті святителя Митрофана, Ювілейний Архієрейський Собор Руської Православної Церкви прославив протоієрея Володимира Медведюка в Соборі новомучеників і сповідників Російських. Пам'ять його встановлена в день кончини, 3 грудня, в цей день в нашому храмі відбувається літургія і служиться молебень в Бутово.
На початку 1920-х рр. в Москві закрили всі будинкові церкви, але Мітрофаніевском храм вдалося перевести в розряд парафіяльних і тим відстрочити його закриття. У 1933р. Жовтневий райрада запропонував передати будівлю церкви під шкільні технічні майстерні. Намагалися передати його і авіаційному заводу.
У квітні 1934 в Президія Мосгорисполкома надійшла заява: «Для якнайшвидшого форсування підготовки ... кадрів потрібно відповідне приміщення, якого в даний момент у нас немає, поряд з цим мається на Жовтневому районі за адресою Петровсько-Розумовський проїзд, 2-я хутірська вулиця, д. 62/42, церква «Святого Митрофанов», яка відвідується парафіянами незначною кількістю, не більше 10-12 чоловік ... Тому Транспортне управління Метробуду просить вищевказану церква ... передати нам на предмет відкриття і обладнання в н їй ... автошколи і підсобних виробничих цехів ». 8 липня Президія Мособлісполкома виніс постанову: «Дозволити Мосгорісполком церква т. Н. Митрофанов закрити, а будівля використовувати в зазначених цілях ... Група віруючих може перейти в найближчу церкву Різдва на Великий Бутирській вулиці або Миколи у Солом'яного сторожки »(ці храми незабаром також були закриті.)
27 липня парафіяни звернулися до Президії ВЦВК з проханням про скасування постанови, «так як церква обслуговує величезний район віруючих, які при закритті будуть позбавлені можливості відвідувати свою церкву, а сама ближня церква знаходиться в Бутирках, і виконання термінових треб (причащання хворих, які помирають і похорон) пов'язане з великим ускладненням. Маємо додати, що авіаційний завод, який бажав взяти церква, відмовився ». До прохання було докладено листи з підписами 226 осіб, що вказали свої адреси і соціальне становище.
10 жовтня 1934 року Президія ВЦВК вирішив: «Постанова Президії Московського облвиконкому затвердити, зазначену церква ліквідувати». У храмі розмістилося заводське училище, потім ремонтна база і їдальня. Після війни в ньому влаштували спортивну школу, потім заводський склад. Нові господарі знесли намети і глави, знищили іконостас, на висоті близько півтора метрів над рівнем підлоги влаштували дерев'яний настил. Під центральним склепінням по вправленим в стіни металевих балок-двотавр рухався складської підйомник (ці балки згодом використовували при відновлювальних роботах - на них кріпилися помости для іконописців). З боку вівтаря з'явилася спотворити будівлю прибудова, через яку входили в храм. Спортивна школа спорудила поряд з вівтарем душову. С1985г. храм був порожній.

Чи не менше храму постраждали і притулки: на початку 20-х рр. вони були закриті (Єлисаветинської на той час перебував за залізницею, у проїзду Солом'яного сторожки). Ольденбургский притулок і будинок причту перетворили на комуналки. В30-х рр. храмову територію поділили Машинобудівний завод ім. Калініна і Метробуд. Приютські будівлі використовувалися під гуртожитки, поруч з ними знаходилися бараки для ув'язнених, які працювали на будівництві метро. В кінці 1960-х рр. авіаційний завод «Горизонт» побудував тут багатоповерховий будинок конструкторського бюро. У будинку причту розмістилася плодоовочева контора.
У лютому 1990 р розорений, обезголовлений, позбавлений дзвіниці, багато постраждав від пожеж і водопровідних аварій храм святителя Митрофана Воронезького передали Руської Православної Церкви. Його настоятелем був призначений клірик Хрестовоздвиженського храму в Алтуф'єво протоієрей Димитрій Смирнов,
який перейшов на нове місце служіння зі своєю паствою, старостою храму став Василь Сергійович Крівозерцев.
Перша Божественна літургія в храмі була звершена в день його освячення ієрейським чином 10 березня 1990 У 100-ту річницю храму 5 листопада 1995 Святійший Патріарх Алексій II архієрейським чином освятив престол і звершив Божественну літургію у співслужінні владики Арсенія і собору священиків.
У короткий термін силами прихожан церква була повністю відновлена. Гроші збирали всім миром. Завод Калініна виділив лопати, носилки, машини для вивезення сміття. Проект реставрації безоплатно виконав архітектор С. Я. Кузнєцов.
Храм знову знайшов благоліпний вид. П'ятиглав'я було замінено однією главою; споруджена нова, вище колишньої, дзвіниця; підлога викладена гранітними плитами; відновлено ганок; замінені віконні рами.

Від колишнього оздоблення збереглася лише ікона святителя Митрофана, яка після закриття храму була передана до церкви ікони Божої Матері «Несподівана Радість» в Мар'їній Гаю, а потім повернулася на колишнє місце. Художники Я. Добринін і В. Соловйов розписали склепіння і стіни. Інтер'єр церкви прикрасили різьблений іконостас роботи Д. Шаховського та мозаїчний вівтар, виконаний художнікамімонументалістамі Л. Курило, Д. Ермолаєвим (нині ієромонах Оптиної пустелі) і Т. Атамасовой під керівництвом А.Корнаухова. Над центральним входом, на південному і північному фасадах мозаїст В.Антіпкін виклав образи Спасителя, святителя Митрофана і преподобномучениці Єлизавети. Храм прикрасили відреставровані знову зібрані ікони.
Змінилася і територія: були знесені старі гаражі, ремонтна майстерня та залізобетонна платформа стенду для випробування двигунів і на їх місці розбитий сад. Заводська огорожа змінилася цегляної, прикрашеної кахлями, з металевими гратами. У 1990 р був закладений і до 1994 му добудований новий будинок причту, в якому в 1996 р. був освячений хрестинний Елизаветинский храм. У давнину будинку, що знаходився в аварійному стані, зроблений капітальний ремонт і надбудували третій поверх.
У 2010 р старостою храму обрали Наталію Григорівну Меленчук. З 2012 р староста храму Арсеній Павлович Юдін. У 2015-2016 роках притвор церкви прикрасили гранітом і живописом, виконаної А. Патракова з помічниками о. Андрієм Щекачевим і П.Арефьевим. 20 серпня 2017 року відбулося освячення пам'ятного знака-хреста на честь священномученика Володимира Медведюка.
Історія храму і нині пов'язана з ім'ям преподобномучениці Єлизавети. З жовтня 1992 року в парафії діє Елизаветинское сестринство. Сестри продовжують служіння милосердя, початок якому поклала Велика княгиня. Продовжуючи стару традицію, парафіяни опікуються дітьми з дитячих будинків. При храмі створено Недільна і загальноосвітня школи, 2 дитячих будинки, музей, бібліотека, проводяться огласительні бесіди для бажаючих прийняти Святе Хрещення. Протоієрей Димитрій Смирнов є так само парохом Благовіщення Пресвятої Богородиці, сщмч. Іоанна Артоболевського при Тимирязевской Академії, храму-каплиці свщмч. Володимира Амбарцумова.

Фільм на престольне свято храму тут.