Suomenlinnas kyrkas historia sträcker sig till grundandet av Viapori-fästningen år 1748. När Sverige förlorade hela Finland till Ryssland år 1809, påbörjades planer för att etablera en kyrka på fästningsområdet. De första ritningarna för kyrkan gjordes av Konstantin Thon år 1838, men byggandet började officiellt år 1849. Kyrkan stod färdig år 1854. Ursprungligen benämnd som Kyrkan till St. Alexander Nevsky, ansågs den vara Finlands finaste ortodoxa kyrka vid den tiden och representerade arkitekturens höjdpunkt.
Efter Finlands självständighet ändrades kyrkans utseende och den omvandlades till en luthersk kyrka enligt planerna av Einar Sjöström. Den invigdes som en luthersk kyrka år 1929 och fungerade som garnisonskyrka tills Försvarsmakten överlämnade byggnaden till Helsingfors evangelisk-lutherska församlingar år 1960. Efter omfattande renoveringar återinvigdes kyrkan i februari 1964.
Kyrktornet huserar en fyr som tjänar sjö- och flygtrafik, och som sänder ut fyra på varandra följande blinkningar som representerar bokstaven 'H' i morsekod, vilket symboliserar Helsingfors.