Церковь Константина и Елены была устроена командиром полка российской армии Б. А. Тищевевым в 1785 году, в бывшем доме татарина эмигрировавшего в Османскую империю. Императрица Екатерина II именно в этом храме молилась во время своей крымской поездки. Известна даже точная дата посещения церкви Константина и Елены императрицей – 26 мая 1787 года.

Поскольку Симферополь продолжал разрастаться, Константино- Еленинская церковь уже не могла вмещать всех прихожан, и жители города попросили архиепископа Новороссийского Афанасия благословить возведение нового храма, которым стал собор Петра и Павла, возведенный в 1806 году.

Церковь святых Константина и Елены вошла в состав усадебных строений, принадлежавших генерал-майору В. С. Попову, один из потомков которого (уездный помещик Ю.В. Попов) сильно изменил первоначальный облик храма, достроив двухъярусную колокольню, а также переоформив здание. В результате церковь приобрела элементы русского зодчества XVII века: кокошники звонницы, наличники и луковичный купол. Кроме того, были добавлены различные декоративные элементы, в том числе надпись над входом: «Внииду в дом Твой и поклонюся ко храму Святому».