Храм иконы Божией Матери «Живоносный Источник» построен в XVII веке. Первоначально на месте храма стояла деревянная церковь, построенная боярами Стрешневыми в их имении, которое называлось тогда «Чёрная грязь». Это была приходская церковь. В 1722 году по заказу политического деятеля и учёного, господаря Молдавии князя Д. К. Кантемира на ее месте был возведен каменный храм, который в 1759—1765 был полностью перестроен. Позже храм стал княжеской усыпальницей, в которой были погребены князь и княгиня Кантемир.

В 1775 году имение Кантемиров выкупила Екатерина II. По ее планам на этом месте было задумано строительство Царицынского дворца, которое она поручила Василию Баженову. При составлении проекта дворцового комплекса архитектор оставил церковь в ансамбле возводимых построек.

В 1883—1885 годах храм вновь был перестроен. Появился южный придел во имя иконы Казанской Божией Матери. Трапезная была расширена, а колокольня стала трехярусной.

В 1939 году храм был закрыт. Здесь была трансформаторная подстанция, типография,  столярная мастерская «Союзреставрации».

В 1990 году храм возвратили верующим. В 1998 году ее отреставрировали. 6 мая 1998 года Патриархом Московским и всея Руси Алексием было совершено Великое освящение храма.

В храме хранятся святыни: Ковчег с мощами святителя Тихона Московского, икона с мощами святителя Митрофана Воронежского, ковчег с мощами Киево-Печерских преподобных, ковчег с мощами многих святых. Ежедневно совершаются богослужения.

Храм находится на территории музея-заповедника «Царицыно».