A fost ridicată în anul 1724 cu cheltuiala arhimandritului grec Ioanichie ( ajuns mai târziu mitropolit al Stavropolei) în curtea hanului zidit tot de el.

Iniţial biserica a avut un plan dreptunghiular fără abside laterale şi pridvor, iar în anul 1730 s-a început mărirea ei prin adăugarea acestor elemente şi lungirea altarului.

Avariat în urma cutremurului din 1838, lacaşul a fost reparat parţial în 1852.

Pictorul francez Auguste Lancelot a fost încântat la 1860 de armonia proporţiilor acestui lacaş, pe care compatriotul său Emile Guimet o considera, ceva mai târziu, ca o "adevărată bijuterie a arhitecturii valahe"

În 1904 s-a început restaurarea lui de către talentatul arhitect Ion Mincu, care a redat monumentului forma sa iniţială. Cu această ocazie s-a refacut şi turla de pe naos, cazută dupa 1840.

După forma planului, construcţia face parte din categoria bisericilor cu planul în treflă şi turla pe naos.

Monumentul are proporţii mici. Arhitectura exterioară este tratată prin cele două registre tradiţionale de înălţimi inegale. Registrul inferior este decorat cu arcade în formă de acoladă cu un relief mic. Registrul superior este prevazut cu medalioane rotunde cu fundul adâncit unde sunt zugrăvite figuri de sfinţi. Un brâu de piatră în formă de ghirlandă în relief desparte cele două registre.

O streaşină largă umbreşte monumentul şi contribuie la precizarea caracterului general al arhitecturii sale datând din prima jumatate a secolului al XVIII-lea.

Partea cea mai frumoasă a bisericii o constituie pridvorul cu arcadele în acolade frânte, în trilob, sprijinite pe coloane de piatră acoperite în întregime cu sculpturi. Capitelele sunt şi ele bogat sculptate în stil corintic. Coloanele, la rândul lor, se sprijină pe piedestale din piatră decorate cu rozete şi legate între ele printr-o balustradă din piatră ajustată. Întreaga sculptură este inspirată din Renaşterea italiană şi arta veneţiană.

Interiorul bisericii este dominat de iconostasul sculptat în lemn.

În partea de sus a bisericii un portic folosit ca lapidarium încearcă să reconstituie ansamblul în care biserica a vieţuit acum două secole în preajma hanului Stavropoleos.

Din punctul de vedere al caracterului arhitecturii şi mai ales a decoraţiei exterioare, biserica Stavropoleos constituie un exemplu tipic şi unul din rarele monumente din Bucureşti – dacă nu unicul – în care zugrăvelile exterioare şi stucatura prezintă cel mai desăvârşit şi armonios ansamblu decorativ.