Происхождение названия церкви Всех Святых на Кулишках имеет несколько версий. По одной из них, название «на Кулишках» связано с тем, что храм был построен за городской чертой, то есть достаточно далеко и в неудобном месте. Слово «кулишки» буквально означало «на краю земли». По другой версии, кулишками, или кулижками (кулигами), назывались луга при впадении Яузы в Москву-реку, где и была сооружена церковь. Третья версия гласит, что храм был заложен в честь воинов, павших на Куликовом поле в 1380 г. Считается, что некоторые из них, умершие от ран в Москве, были погребены у стен церкви. Фактически церковь Всех Святых расположена на Славянской площади.
Первое упоминание о церкви Всех Святых относится к 1364 г. В летописи говорится об опустошительном московском пожаре, который начался от неё, однако точное местоположение церкви не указано. В 1488 г., как свидетельствует летопись, церковь Всех Святых вновь горела вместе с прилегающей застройкой. Позднее она была возобновлена в камне. В 1612 г. именно от церкви Всех Святых выдвигались отряды Второго народного ополчения К. Минина и князя Д.М. Пожарского для освобождения Москвы.
Церковь Всех Святых — почти квадратный в плане бесстолпный одноглавый храм на высоком подклете с единственной полукруглой апсидой, обстроенной с трёх сторон галереей, к западному фасаду которой примыкает паперть. Храм представляет собой постройку второй половины XVII в. с включением частей предыдущего здания и является одним из наиболее выразительных образцов московской архитектуры XVII века.
После пожара 1688 г. были переложены пострадавшие свод и глава четверика, растёсаны окна, пристроены трапезная и трёхъярусная восьмиугольная колокольня с барочными деталями (ныне — одна из немногих московских «пизанских башен»). При этом верхний ярус галереи был разобран, а нижний включён в объём подклета трапезной части. В настоящее время нижний ярус здания скрыт культурным слоем.
На протяжении XVII—XIX вв. храм неоднократно обновляли. После пожара 1737 г. остатки галереи заложили и перестроили трапезную. Крупные восстановительные работы прошли после Отечественной войны 1812 г., во время которой церковь горела, при этом особенно пострадала кровля.
В 1930 г. церковь Всех Святых была закрыта. Одно время она находилась в ведении органов государственной безопасности. Затем в ней располагались киномастерская, строительно-монтажное управление и филиал Москонцерта. В 1975 г. здание было передано Музею истории Москвы, после чего в 1970—1982 гг. проведена реставрация. В 1978—1979 гг., в ходе археологических исследований, были обнаружены остатки фундамента первоначального каменного храма.
В 1991 г. церковь Всех Святых была передана общине. В 1994 г. в подвале обнаружены останки расстрелянных, в память о которых установлен крест с изображениями новомучеников. В 1999—2019 гг. храм являлся подворьем Александрийской православной церкви, в 2021—2023 гг. здесь размещался административный центр Патриаршего экзархата Африки. В 2000-е гг. здание получило новый бетонный фундамент. В 2021—2025 гг. проведены очередные реставрационные работы.