С начала 1680-х годов владение неподалёку от Яузских ворот, подле стен Белого города (в 1760-е годы на месте снесённых белгородских стен были устроены бульвары), принадлежало стольнику Алексею Петровичу Головину. Здесь стояли деревянные хоромы. Сын Алексея Петровича боярин Феодор Алексеевич, знаменитый генерал-адмирал, ближайший сподвижник и друг Петра I, один из первых в России возведённый в графское достоинство, построил в 1685-1689 годах в своём городском имении кирпичную домовую церковь, освящённую во имя Казанской иконы Божией Матери, фасады которой были решены в барочном стиле.
Шли годы. В 1748 году старые головинские хоромы сгорели. Вскоре после этого владение было куплено князем С. И. Щербатовым. А в конце 1750-х годов вдова князя Щербатова Наталья Степановна строит здесь каменные двухэтажные палаты в стиле елизаветинского барокко. И соединяет жилое здание с церковью переходом.
В 1785 году усадьба была продана тайному советнику Андрею Дмитриевичу Карпову и его супруге Наталье Алексеевне.
После сноса стен Белого города усадьба, ранее ориентированная свои главным фасадом на запад, развернулась в противоположную сторону, лицом к бульварам. В конце XVIII века дом был перестроен в классическом стиле.
В пожар 1812 года особняк не пострадал от огня. А в 1822 году его купил генерал-майор в отставке Николай Захарович Хитрово. Тот самый Хитрово, в честь которого была названа соседняя Хитровская площадь, им же и созданная. Николай Захарович – боевой офицер - участвовал в войнах 1805-1811 годов против Франции и Турции, принимал участие в осаде Браилова. В отставку вышел после ранения. Участвовал в известном кружке М. М. Сперанского, за что и был сослан сначала в Вятку, а потом в своё имение под Тарусой. Благодаря заступничеству своего тестя фельдмаршала М. И. Кутузова-Смоленского (Хитрово был женат на его дочери Анне) был в 1813 году прощён и переехал на жительство в Москву.
При нём старый щербатовский дом был перестроен ещё раз и его фасады приобрели декорации в модном тогда стиле ампир. В тимпане фронтона появился лепной герб рода Хитрово. По обеим сторонам от шестиколонного портика – лепные мужские профили с античной амуницией. По одной из версий – это скульптурный портрет владельца усадьбы.
Домовый храм был также перестроен и переосвящён во имя Тихвинской иконы Божией матери – особо чтимой в семье Хитрово.
После смерти Н. З. Хитрово в 1826 году усадьба была продана его наследниками. В 1843 году она перешла к гвардии полковнику Владимиру Ивановичу Орлову, а в 1851 – к его вдове Екатерине Дмитриевне. Детей у супругов не было. И по завещанию В. И. Орлова после смерти его вдовы, последовавшей почти сорок лет спустя, в 1889 году, усадьба поступила в распоряжение Московского попечительного комитета о бедных Императорского Человеколюбивого общества.
В старинной усадьбе была устроена «Орловская лечебница Московского комитета попечения о бедных, для приходящих неимущих больных», состоявшая под покровительством принца Александра Петровича Ольденбургского. Закрытый к тому времени домовый храм был вновь открыт и ещё раз переосвящён во имя Смоленской иконы Божьей матери. Лечебница была «открыта ежедневно от 10 до 2 часов». При ней находилось «специальное отделение на 5 коек для оперативных больных и аптека с бесплатным отпуском лекарств». Благотворительное учреждение предназначалось в основном для обитателей Хитровки. Здесь их лечили, делали несложные операции и подкармливали в столовой.
После революции и лечебница, и храм были закрыты. Церковь Смоленской иконы Божьей матери была снесена в 1930-е годы при строительстве Жилого дома Военно-инженерной академии им. В.В. Куйбышева (Подколокольный пер., д.16/2) .
А в главный дом усадьбы Головиных – Щербатовых – Хитрово - Орловых ещё в 1922 году въехали фельдшерские курсы, реорганизованные в 1923 году в трехгодичную фельдшерскую школу имени Губотдела Всемедиксантруда. В 1928 году школа была преобразована в медполитехникум имени Клары Цеткин (с 1954 г. - Московское медицинское училище № 2 имени Клары Цеткин). В настоящее время здесь медицинский колледж имени Клары Цеткин.
В конце ХХ века здание было отреставрировано. При этом на западном фасаде, где сейчас находится вход в медицинский колледж, реставраторами восстановлена декоративная отделка в стиле барокко середины XVIII века. На противоположном фасаде сохранены детали декоративной отделки здания времён Н. З. Хитрово.
Здание бывшей Орловской больницы стоит на государственной охране, как объект культурного наследия федерального значения.
