В истории этого здания переплелись дореволюционная и советская эпохи.
Во второй половине XVII века на этом месте за Земляным валом располагалась усадьба тестя царя Михаила Федоровича Романова, Лукьяна Степановича Стрешнева. Позже здесь сформировался дворцово-парковый ансамбль.
В начале XX века, в 1913 году, на южной стороне Миусской площади заложили собор Александра Невского — в честь 50-летия отмены крепостного права. Это должен был быть грандиозный 21-главый храм высотой около 70 метров, без внутренних столбов, вмещавший до 6 тысяч человек. Однако строительство шло с финансовыми трудностями и к моменту закладки успели возвести лишь коробку здания. В 1915 году в нижнем этаже освятили придел, и там уже шли богослужения. Но Февральская революция остановила отделку, в 1920-х годах службы прекратились. В начале 1950-х годов собор снесли.
Существует распространенная легенда, что Дворец пионеров построили прямо на фундаменте собора. На самом деле собор стоял чуть в стороне. Тем не менее при строительстве нового здания действительно частично использовали сохранившийся кирпич от прежнего собора.
Дворец пионеров Фрунзенского района (позже — Дворец творчества детей и молодежи на Миусах) открыли в 1960 году. Проект разработали архитекторы Ю.Н. Шевердяев и К.С. Шехоян в 1955–1956 годах, уже после выхода знаменитого постановления «Об устранении излишеств в проектировании и строительстве». Поэтому здание относят к раннему московскому модернизму. В проекте предусмотрели не только основные помещения, но и уникальные для того времени объекты: обсерваторию на крыше, бассейн и спортивный зал.
Здание имеет в плане П-образную форму с симметричным решением фасадов за исключением купола обсерватории в правой части. Фасады облицованы бежевыми керамическими плитками квадратной формы. К сожалению, сейчас они закрашены серой краской. В декоре также использована цветная керамика, стекло и штукатурка. Над входом и вокруг окон можно увидеть лепнину и барельефы с изображениями пионеров и советской символикой.
В целом облик здания получился переходным: в нем сочетаются черты раннего советского модернизма с отдельными отголосками более ранних, «сталинских» архитектурных решений.
В 2003 году слева от входа установили мемориальную доску, напоминающую о стоявшем здесь соборе.